Институт химии: территория чудесных превращений

— Думаю, не стоит углубляться в подробности и пугать читателей терминологией. А потому начну с того, что одно из направлений, которыми занимается наша лаборатория, — это прямое получение из природного газа, в частности метана, этилена и других олефинов более высокого молекулярного веса.

Что такое олефины? Ничего экзотического. К ним относятся, например, этилен и пропилен, из которых получают полиэтилен и полипропилен. Нам теперь и шагу не ступить, чтобы на них не наткнуться. И, к сожалению, нередко в полном смысле слова.

Основную их часть сегодня получают из бензиновых фракций нефти в процессе так называемого крекинга. Но так было не всегда. До войны получение продуктов органического синтеза базировалось в основном на ацетиленовых углеводородах, которые представляют собой продукты переработки угля. Но после войны, когда нефтехимия стала преобладать, всё крупное производство полимеров перешло на нефть.

Ну а мы, как я уже сказал, занимаемся процессом наращивания молекулярной массы из природного газа — метана. Дело в том, что чем длиннее углеводород, тем он ценнее и, соответственно, дороже. Этан и этилен дороже, чем исходный метан, пропан и пропилен дороже, чем этан и этилен. Ну и так далее. При получении этих продуктов из нефти, выходит, что вы из более дорогих делаете как бы более дешёвые. А в нашем случае всё наоборот. Метан — это всем известный возобновляемый болотный газ. Его у нас в России просто немерено. Уже не говорю, что можно использовать и отходы сельского хозяйства. Вот китайцы на некоторых своих животноводческих фермах собственными их отходами эти фермы и отапливают. Но это в Китае. У нас же в стране, пока мы природный газ полностью не выкачаем, включая арктический шельф, переработка отходов, понятно, не очень интересует.

Вообще, работа эта началась ещё в Институте катализа в Новосибирске одновременно с москвичами: Институтом органической химии и Институтом химической физики. В Новосибирске и лабораторию, и сам институт тогда возглавлял Герой Социалистического Труда, академик Георгий Константинович БОРЕСКОВ. Вот часть сотрудников лаборатории в 1981 году и переехала в Красноярск. С того времени здесь этим и занимаемся.

Здесь надо добавить, что в этой теме появился ещё один аспект — экологический. Если изначально окислителем служил кислород, то сейчас стоит задача попытаться использовать CO2. Это сегодня актуально, т.к. связано с выбросами, которые, как считается, ведут к потеплению. Правда, пока мы впрямую этим не занимаемся. Сейчас мы берём такие системы, которые могли бы активировать СО2 параллельно. И процесс нами рассматривается с чисто научной точки зрения, т.к. с практической он сегодня экономически не оправдан.

— А что оправдано и может быть реализовано в обозримом будущем?

— А это как раз вторая тематика наших работ, которая была организована уже в Красноярске — утилизация зол тепловых электростанций. И не только наших местных углей, а вообще используемых в России.

А используется у нас три энергетических, т.е. не коксующихся угля. Это наш канско-ачинский (ирша-бородинский, назаровский и берёзовский), это кузнецкий уголь, и экибастузский из Казахстана. Но мы занимаемся не просто утилизацией, в то время как весь мир делает просто — берёт золу и засыпает какие-нибудь ямы, карьеры и прочее, осуществляя рекультивацию территорий. Вот и вся утилизация. Но представьте себе, что происходит, когда золой засыпают глубокие карьеры с грунтовыми водами. Особенно золой наших канско-ачинских углей. Всё, что в ней есть, неизбежно уйдёт в подземные воды.

А потому мы предлагаем решать эту проблему иначе. Чтобы разобраться, как именно, давайте начнём издалека. Возьмём разные варианты извлечения из золы микросфер с разной структурой, которая определена составом. Допустим, в одних до 36% алюминия, а в других до 90% железа. Если говорить упрощённо, то мы стабилизируем состав, т.е. у нас во фракциях присутствуют только частицы определённого морфологического типа. И на основании этого делаем функциональный материал. Что это такое? Это катализаторы, магнитные носители, это сорбенты. Например, сорбенты для захоронения ядерных отходов.

Получаемая при сжигании углей зола содержит частицы самого разного размера, включая частицы от микрона до десяти. С экологической точки зрения они наиболее вредны. Взять так называемое чёрное небо. В значительной степени в его формировании участвуют мельчайшие частицы микронного и субмикронного размера. Благодаря нашим климатическим особенностям они плавают и плавают в атмосфере над городом до хорошего дождя. Или пока их сильным ветром не снесёт куда-то в другое место, и они не продолжат плавать уже там.

Оказавшись же в лёгких, эти частицы остаются там до конца наших дней. В лучшем случае — не принося нам никакой пользы. Но есть варианты (вне наших лёгких, разумеется), когда извлечь из них пользу всё же возможно. Из микронников можно получать высокоэффективные сорбенты для вредных компонентов первого класса опасности. Кроме того, их можно использовать в цементной промышленности.

Мы провели предварительные эксперименты с золами с размером частиц меньше десяти микрон, которые взяли прямо из систем электрофильтров здесь в Красноярске. Они со стабилизаторами и органическими модификаторами сразу дали цементный камень прочностью до 700 кг на квадратный сантиметр. Много это или мало? Легко понять, если вспомнить, что в строительстве сегодня широко используется бетон с прочностью 200-250 кг/см3.

Это интересно и с экологической точки зрения. При производстве цемента обжигается известняк, потом добавляются необходимые дополнительные компоненты. Конечно, здесь не обойтись без колоссальных энергозатрат и колоссального загрязнения атмосферы ультрадисперсными частицами, потому что на финишной стадии надо всё полученное раздробить до размера меньше сорока микрон. А уж при этом пыли! Кто бывал у цементного завода, тому объяснять не надо, что такое пыль с размером частиц меньше сорока микрон.

Я, конечно, не говорю, что мы предлагаем полностью отказаться от цемента. Просто предлагаем при сжигании угля получать электроэнергию, а золу использовать вместе с цементом или вместо него. То есть все загрязнения, которые сопровождают производство цемента, устраняются. И все энергозатраты тоже, так как они учитываются при получении электроэнергии.

Вторая часть работы с золами — получение материалов высокой квалификации на основе микронных частиц. Где они используются? Американцы одно время просили нас получить полые микросферы микронного размера. Внутрь надо было вставить химические датчики, которые вводятся в организм для определения предынфарктного и предынсультного состояний по содержанию в крови определённых компонентов.

Эту работу мы проводили с новосибирским Институтом органической химии. Но у нас в то время был значительно больший размер частиц — порядка 100 микрон, а такая частица не может войти в капилляры, а только в крупные кровеносные сосуды. Но их интересовали именно капилляры. Так что работа не получила развития. Сейчас мы имеем сырье, где все микросферы меньше одного микрона (до одной сотой микрона).

— Вы сказали, что работа не получила развития. А есть примеры, когда получила?

— Конечно. Например, создание сорбентов для захоронения ядерных отходов в минеральных формах, время жизни которых достигает четырёх миллиардов лет. По сути, это вечность. Надо сказать, в своё время я об этих сорбентах долго и безрезультатно рассказывал соответствующим структурам. И когда, наконец, приехали из министерства, я решил всё показать наглядно, устав три года говорить об одном и том же. Наливаю всем кофе, беру два блока нашего сорбента и кладу их в чашку себе и своему коллеге. (Заместителя министра с его товарищем решил не трогать.) На меня посмотрели как на сумасшедшего. Но вот блок в моей чашке быстренько «выпил» кофе, издав в конце характерный звук. Второй в чашке коллеги сделал то же самое. «Что это было? — говорят наши гости и, взяв блоки, начинают их трясти. — И где кофе? Ничего не слышно». «Как где? — отвечаю. — Здесь!». Всё дело в том, что эти блоки состоят из полых шариков. Известно, что если шарики замкнутые, то у вас есть примерно 30% свободного пространства. А если эти шарики вы перфорировали и вошли в их внутренний объём, то имеете уже где-то 95% пространства. А значит, весь этот объём вы можете заполнить жидкостью.

Надо сказать, что в Соединённых Штатах на их ядерных площадках в это время возникла внештатная ситуация. Им потребовалось поглотить и долговременно захоронить высокоактивные отходы. Для этого были разработаны необходимые сорбенты и условия работы с ними. И после ещё восемь лет мы сотрудничали с США. Конечно, через горно-химический комбинат, который нас в эту программу и включил. Надо сказать, доля ГХК в этой работе колоссальна. В частности, на комбинате была разработана специальная установка. Всё, что было сделано, запатентовано и у нас, и в США.

— Значит, этот продукт создан в вашем институте?

— Да. Он даже получил название «красноярская губка». С таким названием он зарегистрирован в МАГАТЭ. Мы тогда произвели крупную партию. Вообще, это продукты для устранения аварийных ситуаций.

Но оказалось, что участвовать в реализации этого проекта мы могли исключительно вместе с американцами. Ведь у нас с Японией даже мирного договора нет. Мы им в принципе не можем передать материалы и технологии двойного назначения.

Обращений за помощью в ликвидации последствий аварии от Японии не последовало. Поэтому Минатом остановил всякую деятельность в этом направлении. Проблема, как известно, до сих пор не решена. А по мнению специалистов горно-химического комбината, если бы мы туда через американцев вошли, то всё можно было решить в два-три года.

Через некоторое время представители МАГАТЭ сообщили: прочитав ваши вопросы, японцы поняли, как вы собираетесь действовать и с какой скоростью решите проблему. Но поняли и то, что у них нет квалификации работать так, как предполагают работать русские. И второе — у них нет роботов, способных работать в ситуации высокого радиоактивного загрязнения. (Тут, надо сказать, я вообще в осадок выпал. У японцев нет роботов?!)

— К сожалению, если наука в состоянии решить какую-то проблему, совсем не значит, что ей это будет позволено. А вообще насколько сложно работать в совместных проектах?

— Думаю, у всех свой опыт. Мы восемь лет работали с американцами. И работали в очень жёстком режиме. Скажу прямо, если бы не квалификация наших людей и не квалификация специалистов на горно-химическом комбинате, нам эту программу было бы не реализовать. Согласно условиям мы должны были отчитываться каждый месяц. И не просто докладывать, чем занимались, а что конкретно за месяц получили. В таком режиме мы проработали шесть или семь месяцев, пока они не поняли, что здесь никакая не ерунда, а серьёзная наука. Ну и пока мы не потребовали изменить условия. Просто невозможно было работать дальше в таком напряжении. Так что стали отчитываться уже раз в полгода.

А потом они начали войну в Ираке. И все средства, которые шли на решение их проблем, были перенаправлены. А я-то думал, что уж в Штатах… Да ничего подобного! Когда они ввязались в эту войну, они всё что можно и нельзя свернули. Так что сейчас у нас сотрудничества нет. Думаю, на таком уровне его больше и не будет.

— Александр Георгиевич, с научными направлениями, насколько это возможно, вроде разобрались. А что вы можете сказать о своём пути в науку? Как я понимаю, начинался он в Новосибирском университете.

— Я бы начал со школы. Сам-то я из Казахстана, из немцев. Но не ссыльных, а из тех, кто на казахские, а тогда российские земли приехал в годы столыпинской реформы. Среднюю школу окончил в Темиртау Карагандинской области. И со школой мне очень повезло. Учили нас учителя от бога, часть из них так называемые враги народа, которым после отсидки в Карлаге не разрешили вернуться в столицу. Вот это-то и была настоящая элита, а не то, что сегодня под этим словом подразумевается.

Конечно, удивительно, что «врагам» было позволено воспитывать подрастающее поколение. Но всё рассчитали верно. Эти прекрасно образованные люди внесли колоссальный вклад в дело подготовки образованной и целеустремлённой молодёжи. Результат говорит сам за себя: человек 10-12 из нашего класса поступили в Новосибирский университет, трое или четверо в МАИ, один поступил в училище имени Попова (Военно-морской институт радиоэлектроники им. Попова в Петергофе — ред.). И это только те, о ком знаю. Все они достигли достаточно больших высот.

И вот приехал я в 1966 году в Новосибирский университет. А там среди преподавателей опять «враги народа». Но уже из Норильлага. Так что с учителями мне повезло. Учился на факультете естественных наук. В 1971 г. окончил его и через три года защитил кандидатскую. Работал в Институте катализа и оттуда же в 1978 году был отправлен в Штаты на стажировку по программе химкатализа. Тогда у Советского Союза со Штатами действовало три программы: ближний и дальний космос (Союз — Аполлон), генная инженерия и химкатализ. А в 1981-м
мы в Красноярск переехали. Тогда Павел Стефанович решил поднимать в крае научный потенциал.

— Из своего опыта знаю, за какую бы тему в Красноярске журналист ни взялся, его собеседник почти всегда вспомнит имя ФЕДИРКО.

— Да. Это был хозяин в хорошем смысле слова. Для него всё, что здесь есть, было важно. Я с ним общался по решению экологических проблем алюминиевого завода. И должен сказать — это гигант. Отвлечь или разозлить Федирко было невозможно. Резкие, на эмоциях выступления он спокойно выслушивал и говорил: «Ну а по сути что?»... По алюминиевому было много споров с руководством завода. Но Павел Стефанович как-то умел всех нас вместе усадить и заставить двигаться в нужном направлении. В итоге уровень загрязнений по смолистым веществам снизили в шесть раз. И это исключительно благодаря тому, что он организовывал эти встречи. Наблюдал, ни на кого не давил. И был результат. Правда, и кадры были…

— А как сейчас? Есть кому заменить старую гвардию?

— Это сложный вопрос. Изначально основная часть сотрудников лаборатории была из Новосибирска. Но в девяностые мы многих потеряли. Это были учёные. Бизнесом они заниматься не могли, а надо было как-то выживать. Кто-то уехал в Европу, кто-то в США и Канаду… Потери были серьёзные. Мне кажется, ту критическую массу, которую мы набрали в то время, мы так и не вернули. Там задачи стояли масштабные. Допустим, задачи американских ядерных отходов. Только благодаря этому заказу удалось сохранить творческий потенциал лаборатории.

В Новосибирске дела вроде лучше. Трудно оценить, есть ли увеличение выезда за рубеж. Моя альма-матер, Институт катализа, конечно, существует и будет существовать. Это просто непотопляемый авианосец. Помню, когда был в Штатах, мне один американский профессор говорил, что я неправильно оцениваю ситуацию в нашей науке: «Ты сидишь в одной из лучших научных организаций мира, а потому не можешь знать, в каком состоянии у вас всё остальное. И по своей организации не суди, что видишь здесь у нас. Это всего лишь университет, а не ваш авианосец».

А студенты… Скажу так. Когда мы переехали в Красноярск, здесь в каждой группе было по три-четыре человека, которые куда-то стремились, чего-то хотели. И не обязательно для науки. Просто люди понимали, чего хотят. А сейчас как-то мало у кого есть хоть какая-то мотивация. Конечно, есть и толковые ребята, но их мало, чтобы заместить тех, кто уходит на пенсию. Поэтому стараемся сохранить опытных сотрудников.

Думаю, надо начинать серьёзно заниматься молодёжью. Вот в Советском Союзе был комсомол, были стройотряды. Я в своё время командовал этими отрядами. Я и студенческим интерлагерем командовал. Мы в Новосибирске организовали первый интерлагерь в Союзе. В него входило семь отрядов. В каждом 15 человек из-за рубежа и 15 наших. Эти отряды принимали участие в строительстве ВАСХНИЛ. Вообще, студенты Новосибирского университета отличались очень активной позицией. И никто эту активность не ограничивал. Когда мне рассказывают, какой в Советском Союзе тоталитарный режим был, я слушаю и думаю: я что, в какой-то другой стране жил?

А вообще, какой смысл ругать молодёжь? Ну, не хватает у них сегодня мотивации. Но это не значит, что её не будет завтра. В России всё быстро меняется. Вот кто из нас, скажите, надеялся увидеть возвращение Крыма? А ведь вернули в один момент. Да ещё как вернули — никто и глазом не успел моргнуть. А потому я всегда говорю: смотрите внимательно, что происходит, следите за протекающими вокруг вас процессами, общайтесь, взаимодействуйте, докапывайтесь до сути. И если не видите выхода, это совсем не значит, что его нет.