Вчений секретар
Інституту монокристалів
Ігор ПРИТУЛА

Ще не так давно ідеї про грандіозні перспективи виготовлення матеріалів та пристроїв на атомному та молекулярному рівні сприймалися як наукова фантастика. Сьогодні нанотехнології не тільки стали звичними для наукової спільноти, а й упевнено входять в наше повсякденне життя і сприймаються в суспільстві як засіб швидкого розв’язання майже всіх завдань людства. Чи виправдана ця ейфорія та як можна втілити нанотехнологічні мрії в реальність, розповів кореспонденту «УК» вчений секретар Інституту монокристалів НТК «Інститут монокристалів» НАН України Ігор ПРИТУЛА.

— Ігоре Михайловичу, дослідницькі наукові роботи багатьох країн світу відкрили важливу роль нанотехнологій у різних галузях науки та техніки. Хто був ініціатором запровадження їх у реальні проекти?

— За останні 10–15 років відбулася справжня революція, оскільки нанотехнологічний підхід означає цілеспрямоване регулювання властивостей об’єктів на молекулярному та надмолекулярному рівні, що не було реалізовано ще кілька років тому. А розпочали боротьбу за нанотехнології американці — і не випадково, оскільки це могла зробити тільки сильна та технічно розвинена держава. У 2001 році була оголошена національна нанотехнологічна ініціатива США, яка супроводжувалася підтримкою вагомих коштів у півмільярда доларів з бюджету Сполучених Штатів. Слід визнати, що почин виявився вдалим — після 2004 року світові інвестиції в нанотехнології становили 12 мільярдів доларів. Розпочались нанотехнологічні перегони. Приз для переможця був значний — за прогнозами, в 2015 році вартість нанотехнологічної продукції повинна становити 1 трлн доларів.

Молоді науковкці Інституту монокристалів на порозі нових нановідкриттів. Фото Євгенії ПРИТУЛИ

— Яке місце в нанотехнологічних перегонах посідає Україна, зокрема вчені вашого інституту?

— Здавалося б, що в умовах фінансової кризи, політичної нестабільності та нестачі фінансування сфери науки сподіватись на розробки, що могли б конкурувати зі світовими лідерами, не доводиться. Однак вітчизняні науковці демонструють протилежне. Зокрема молоді вчені НТК «Інститут монокристалів» НАН України, а це четверо талановитих наукових працівників — Геннадій Гуральчук, Ірина Ганіна, Юлія Єрмолаєва та Анна Косінова — завершили цикл робіт з назвою «Нанодисперсні та наноструктуровані люмінесцентні матеріали багатоцільового застосування». Вони стали квінтесенцією багаторічних досліджень в галузі отримання нових наноматеріалів, що проводилися під керівництвом таких відомих вчених, як член-кореспондент НАН України Олександр Толмачов, доктор фізико-математичних наук, професор Юрій Малюкін та інших. Їм вдалося з використанням комплексу фізико-хімічних методів та нанотехнологічних заходів отримати низку принципово нових наноматеріалів, які мають унікальні властивості, і що дозволяє їх ефективно використовувати як у фотоніці як світловипромінюючі середовища, так і в медицині як «мітчики» для візуалізації біологічних об’єктів.

Останній напрямок сьогодні стрімко розвивається в усьому світі і має конкретну практичну мету. Річ у тому, що спеціально модифіковані нанолюмінофори у вигляді наночастинок можуть бути використані як своєрідні «мітчики», що здатні до селективної взаємодії з різними тканинами, наприклад онкоклітинами. А це відкриває можливість вчасного діагностування онкологічних захворювань на ранніх стадіях. До того ж ці наночастинки здатні здійснювати адресну доставку лікарських препаратів в організмі в місце патології, не пошкоджуючи навколишні здорові клітини. У цій науковій роботі автори отримали та дослідили такі наночастинки на основі оксидів рідкісноземельних металів та провели тестові біологічні дослідження.

Щодо нових матеріалів для лазерної техніки, то молоді науковці вперше виростили монокристали з інкорпорованими наночастинками, провели комплексне дослідження їх властивостей, що показало перспективність отримання на їх основі ефективних перетворювачів оптичного випромінювання, адже сьогодні це одна з основних цілей світових досліджень в цьому напрямку.

— У пресі вже згадувалося, що група молодих харківських вчених вперше отримала унікальний фотонний кристал на основі щільного пакування сферичних комбінованих гетерочастинок «ядро-оболонок». Про що йдеться?

— Про унікальність цього матеріалу. Фотонні кристали — це періодичні структури з різних матеріалів, товщина шарів у яких дорівнює довжині хвилі світла (наприклад, видимого). Такі періодичні структури можуть пропускати через себе визначені частоти хвиль, але при цьому відбивати, наче дзеркало, інші хвилі. Прогнозується висока ефективність, наприклад світлодіодів на фотонних кристалах, що базується саме на здатності фотонного кристала «контролювати» напрямки розповсюдження світла. Так, для прикладу, існуючі комерційні напівпровідникові світлодіоди при внутрішній квантовій ефективності до 99,7% демонструють низьку зовнішню ефективність світлодіода в цілому (2–4%). Решта світла втрачається за рахунок повного внутрішнього відбиття та випромінювання в «неробочих» напрямках. У разі ж використання фотонних кристалів зовнішня ефективність такого пристрою може досягати внутрішньої ефективності матеріалу більш ніж 90%.

— Свої розробки молоді науковці подали на здобуття Премії Президента України. Чим підкріплюються їхні амбіції?

— Передусім високим науковим рівнем, який підтверджується більш ніж 30 публікаціями в найпрестижніших міжнародних та українських наукових виданнях та 3 патентами України. Схвально сприймалися результати й науковою спільнотою на відомих міжнародних та українських конференціях, оскільки увесь цикл створює враження дуже вдалого поєднання фундаментальних та прикладних досягнень, що тільки набувають розвитку в Україні. Отож молоді вчені мають усі підстави отримати заслужену нагороду за свою працю.

ДОСЬЄ «УК»

Ігор ПРИТУЛА. Народився 8 жовтня 1959 року. Закінчив фізичний факультет Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна, кандидат фізико-математичних наук, учений секретар Інституту монокристалів НАН України, завідуючий лабораторією методів вирощування кристалів із розчинів, лауреат премії імені І. М. Францевича за видатні наукові роботи в галузі фізичного матеріалознавства.

Світлана ГАЛАУР,
«Урядовий кур’єр»