Человек Наук. Лауреат президентской премии — о технологичном и дешевом способе ловли террористов

Портал 66.ru продолжает спецпроект об ученых Уральского федерального университета, исследования которых меняют нашу жизнь к лучшему. Сегодня мы разговариваем с молодым ученым Дмитрием Копчуком, имя которого уже прогремело на всю Россию. Кандидат химических наук создал молекулярные сенсоры («электронный нос»), которые позволяют обнаружить низкие концентрации взрывчатых веществ. За свое изобретение он получил президентскую премию в 2,5 млн рублей.

Помимо создания «электронного носа» Дмитрий Копчук принимал участие в разработке промышленной технологии отечественного противовирусного препарата «Триазавирин». Подробно о создании лекарства, способного лечить свиной грипп и Эболу, Порталу 66.ru уже рассказывал коллега Дмитрия Копчука — химик Евгений Уломский.

Как и многие ученые, Дмитрий Копчук увлеченно рассказывает о своем изобретении, но неохотно строит гипотезы о будущем молекулярных сенсоров в России.

В 2016 году Дмитрий Копчук получил президентскую премию за создание «электронного носа».

Об «электронном носе», борьбе с терроризмом и собаках

Работа над сенсорами для детектирования нитроароматических веществ началась в 2011 году. Некоторые наработки уже были у моего руководителя Григория Зырянова (доцент кафедры органической и биомолекулярной химии ХТИ УрФУ, — прим. ред.). Если говорить о наших предшественниках в мире, то профессор Тимоти Свагер из Массачусетского технологического университета занимался и до сих пор занимается сходными приборами. Однако классы наших сенсоров несколько отличаются.

Технология «электронного носа» проста: есть материал, который при облучении ближним ультрафиолетом определенной длины волны испускает собственное излучение, то есть обладает люминесценцией. При контакте с нитроароматическим веществом эта люминесценция тушится, что, естественно, может быть прибором измерено и использовано как детектирующий сигнал.

Сегодня наша разработка востребована, спрос на нее вырос после серии терактов в Европе. Ведь главная функция «электронного носа» — дистанционное обнаружение взрывчатых веществ.

На практике, в идеале, это будет рамка, как те, что стоят на входе в аэропорт, на вокзалах, через которую прокачивается воздух. Если пары взрывчатого вещества находятся в воздухе, то произойдет то самое тушение люминесценции. Также мы сможем анализировать багаж пассажиров, смотреть, есть ли следы каких-то взрывчатых веществ.

Мало кто догадывается, что в цене такого прибора львиная доля приходится вовсе не на сенсор взрывчатки, а на электронную начинку. Дело в том, что тревожный сигнал от сенсора очень слабый. Его надо преобразовать и усилить. Для этого прибор приходится начинять целым каскадом электронных схем. Отсюда и сложность, и громоздкость, и цена «носа». Мы выбросили почти всю электронику, но от этого сигнал не стал слабее.

В отличие от приборов ряда конкурентов электронная схема в нашем случае существенно проще в результате использования иного физического метода обнаружения взрывчатых веществ. Таким образом, можно рассчитывать и на более низкую стоимость нашего прибора.

Наша разработка реально позволит помочь в работе спецслужб. Конечно, «электронный нос» никогда не заменит более чувствительный нос собаки, но у собаки тоже есть ряд минусов. Например, в отличие от сенсоров, она не может проводить скрытый контроль, она обладает различными поведенческими характеристиками, то есть может реагировать на какие-то внешние раздражители, она просто устает. Прибор — это робот. У него таких минусов нет.

Пока у нас есть лабораторный прототип прибора. И мы ищем партнеров для того, чтобы уже переходить к созданию серийного образца. Говорить о потенциальных заказчиках рано, мы ведем переговоры. Чем все закончится — мы не знаем, поэтому я не буду называть конкретных имен, компаний и сроков. Конечно, хотелось бы, чтобы наши разработки нашли какое-то непосредственное воплощение.

Химией невозможно заниматься на голом энтузиазме, необходимы реальные деньги. Поэтому ученым приходится самим привлекать гранты для покупки реактивов и приборов.

О химии, деньгах и личном интересе

Развивать существующие наработки по созданию сенсоров мы начали лет пять назад. Не могу сказать, что дело только в личном интересе. Тема явно востребованная, и на нее есть определенный общественный спрос. Понимаете, кроме интереса личного есть еще вопрос финансирования — а дадут ли под эту разработку деньги. Химией невозможно заниматься просто так, на голом энтузиазме. Надо покупать реактивы, различные приборы, а для этого нужны средства. Чтобы найти деньги, проект должен быть каким-то образом практически обоснован. И как раз под тему борьбы с терроризмом сегодня вполне можно привлечь гранты.
В определенном смысле химики сами себя содержат. Если гуманитарии могут работать без финансирования — им нужен лишь компьютер да интернет, то мы так не можем. Бумажная химия — кому она нужна? Химия — это реальная наука. И нужно заниматься реальным экспериментом.

Студенты в химической лаборатории УрФУ.

О нехватке кадров и взращивании студентов

Помимо финансирования есть и другая проблема — кадры. Найти людей, от которых будет польза, сложно. В науку сейчас идут, но не так много, как хотелось бы. И не все подходят для научной деятельности. В идеале, конечно, кадровый вопрос решается еще на этапе студенчества: мы берем студента курса третьего-четвертого и уже ведем его дальше, вплоть до аспирантуры. К пятому курсу человек уже более-менее подготовлен. Он понимает тематику, в курсе того, чем мы занимаемся, и с ним можно гораздо более продуктивно работать. У него есть задел. Брать уже готового аспиранта — хуже, но и такое бывает.

Интерес к хорошим кадрам есть везде. И у нас в том числе. Если еще десять лет назад все ехали только из России на Запад, то сейчас, к счастью, ситуация изменилась. В частности, защитившиеся уже кандидаты наук из других стран, например, из Индии, зачастую едут работать к нам. Им это стало интересно. Обмен кадрами между странами уже сейчас идет не только в одностороннем порядке — из России, но и в Россию тоже, как ни странно.

Главное в работе химика — неторопливость и терпение.

О работе в стол, терпении и удаче

Если человек активно работает, он вполне может неплохо жить и в России; а если сидеть, чего-то ждать, то ничего не будет. Нужно активно работать, публиковаться, причем работать не в стол. Иначе какой смысл тогда всем этим заниматься? К сожалению, довольно часто бывает, что у людей есть готовые результаты, но они их не показывают. В этом случае есть опасность, что кто-то другой может сделать аналогичное открытие и опубликовать раньше. И будет прав. И авторство выдадут ему. Не надо ждать чего-то, тянуть. Появился результат — публикуй.

А вот спешка в работе — лишнее. Главное качество ученого-химика — неторопливость. Нужно терпение, потому что всё сразу не получится, это же не производство. Мы ставим какие-то реакции, какие-то взаимодействия, которые в мире никто не проверял никогда. Поэтому совершенно не очевидно, что всё получится. Ведь есть объект, который даже, может быть, еще и не получен, но свойства-то у него уже есть, независимо от нас. Если мы угадываем эти свойства, как мы думаем, то нам везет, у нас все получается. Если мы их не угадываем, тогда приходится искать какие-то другие варианты. Ведь любая реакция, даже еще не открытая, существует независимо от нас. Мы ее только фиксируем.