08.08.2007 / Наш край

Перспективные минералы

О нанотехнологиях заговорили как-то все и разом, на создание их ориентировал нашу науку президент России. Только, оказывается, наука и рама давно сориентировалась в этой проблеме - требуется лишь помочь ей реализовать свой потенциал. Ярко высветила как достижения, так и проблемы в этой сфере прошедшая в июле на базе Кольского научного центра РАН международная конференция «Минералы как перспективные материалы». Да-да, исследования в традиционнейшей, казалось бы, области науки способны обеспечить прорыв в будущее. Да что там - прорыв уже совершен, только много ли мы знаем об этом?

Что «умеют» наноструктуры?

О результатах конференции, в которой приняли участие почти сплошь генералы от европейской минералогии и кристаллографии, и планах наших ученых мы поговорили с заведующим лабораторией самоорганизации минеральных систем доктором геолого-минералогических наук Григорием Иванюком. Именно его лаборатория, а также лаборатория физических методов исследования пород, руд и минералов уже лет десять вплотную занимаются природными микропористыми веществами и наноструктурами, которые и являются этими самыми «перспективными материалами».

В частности, очень интересны с прикладной точки зрения титано-, ниобоицирконосиликаты натрия, калия, кальция и стронция. Подавляющее их большинство обнаружено именно на Кольском полуострове (так что место проведения первой международной конференции, посвященной этой тематике, выбрано совсем не случайно).

Кристаллическая структура многих из них самоорганизована из частиц нанометрового диаметра (больше элементарной частицы, но меньше кристалла), «сцементированных» ионами щелочных металлов. Благодаря особым свойствам своей кристаллической структуры такие материалы перспективны для производства лазеров или пьезоматериалов. Кроме того, эти природные микропористые минералы, равно как созданные на их основе синтетические ионообменники, за считаные часы способны поглотить из водных растворов или почвы радиоактивные изотопы цезия и стронция, ионы таллия, серебра, палладия, редкоземельных и многих других элементов, причем каждый ионообменник «специализируется» на определенных веществах.

Попав в структуру ионообменника, такие ионы ее стабилизируют и удаляются уже с большим трудом (при высокой температуре или в присутствии особых реагентов). Таким образом можно очищать радиоактивное загрязнение, скажем, Чернобыльской зоны, получать благородные металлы из разбавленных растворов (даже из морской воды), очищать нефть от метана и азота и многое другое.

Еще один вид природных наноструктур - углеродные нанотрубки. Материалы из них обладают уникальными изоляционными или, наоборот, проводящими свойствами.

- А вообще свойства наноструктур изучены далеко не полностью, - говорит Григорий Иванюк. - Мало того, свойства эти трудно прогнозируемы - сначала надо создать новый материал, а потом уже будет видно, на что он способен. И тут на первый план выходит минералогия с ее удивительным разнообразием природных соединений. Их можно изучить и при наличии полезных свойств перейти к синтезу в промышленных масштабах.

Если говорить о современных исследованиях, прокладывающих дорогу в будущее, то нельзя не вспомнить о биоминералогии. Доклады по этой тематике также стали важной составляющей конференции. Недавно предметом исследований апатитских минералогов стала коллекция почечных камней, собранная мурманскими врачами-урологами по всему Кольскому полуострову. Пока еще рано говорить о системных выводах, но отдельные наблюдения уже есть. Так, ученые из Санкт-Петербургского университета установили, что кристаллизация апатита вызывает массовое отложение оксалатов, запуская таким образом процесс периодического роста камня. Именно такая последовательность образования слоев характерна для нашего района. Сотрудничество минералогов, кристаллографов и медиков в этом случае может дать очень хорошие результаты в плане выработки профилактических мероприятий.

Добро уходит в чужие руки

Но пора уже сказать и о проблемах местных ученых. Главная проблема наших заполярных ученых сегодня - это невозможность проводить исследования на месте, отсутствие дорогостоящего современного оборудования и достаточного финансирования исследований (кстати, средства на проведение нынешней конференции выделил Швейцарский научный фонд). Дело доходит до абсурда - президент страны объявляет о начале «эры нанотехнологий», а в Российской академии наук минералогия исключается из приоритетных направлений!

В результате единственное, что могут сделать апатитские минералоги, - это открыть перспективный микропористый или наноструктурный минерал. Но в природном виде такой минерал обычно встречается лишь в микроколичествах, а для промышленного использования нужны его «мешки и бочки». Продолжить же работу по направленному синтезу не получается, в первую очередь, из-за отсутствия необходимого оборудования и условий во всех институтах КНЦ (хотя соответствующие предложения были поданы в академические и областные инстанции более 5 лет тому назад). Вот и получается, что наши ученые минералы открывают, а синтезируют и патентуют новые ионообменники уже другие - за границей.

- Так случилось, например, с кольским минералом зоритом, - поясняет Григорий Иванюк. - Он был открыт учеными Геологического института КНЦ РАН в начале 70-х годов. Его доскональное изучение, проведенное нашими учеными, позволило американским химикам наладить синтез этого соединения в промышленных масштабах. Патент на его производство был продан химическим и нефтяным корпорациям за многомиллионные суммы, и теперь Россия вынуждена покупать синтетический аналог собственного минерала за рубежом.

После зорита лаборатории в Испании, Англии и США синтезировали и другие «наши» минералы: ситинакит, ненадкевичит, сейдозерит, гетценит, умбит... Для того чтобы прервать эту практику, - продолжает ученый, - необходимо одновременно с изучением новых минеральных фаз проводить эксперименты по их синтезу. Благодаря новой правительственной программе при Санкт-Петербургском университете открыт центр нанотехнологий, так что наше многолетнее сотрудничество с питерцами продолжается на новом уровне. В частности, недавно они синтезировали весьма перспективные катионообменники, аналоги только что открытых нами минералов. Но все же хотелось бы иметь современное оборудование и здесь, в Хибинах. Это бы сильно облегчило и укоротило путь к успеху.

Путь к наукограду

Главное, о чем заставила задуматься конференция, - целесообразность создания в Апатитах регионального центра по изучению тонкой структуры вещества. Это открыло бы несколько принципиально новых возможностей развития региона и города Апатиты: позволило бы развивать высокие технологии в промышленности, обеспечивать высококачественную подготовку специалистов мирового уровня на базе университетов Мурманской области, научных институтов КНЦ РАН и промышленной базы региона. В том числе и специалистов нового профиля по синтезу микропористых и наноматериалов.

Следующая подобная конференция пройдет в Апатитах или в Кировске в 2008 году. ОАО «Апатит» уже выразило готовность всемерно ей содействовать. Что изменится к тому времени? Время покажет.

Зоя КАБЫШ, г. Апатиты.

Опубликовано: Мурманский вестник от 08.08.2007

Назад к списку новостей

Новости региона
Погода
Мурманск
Апатиты
Кандалакша
Мончегорск
Никель
Оленегорск
Полярные Зори
Североморск
Оулу
Тромсе
Курсы валют
$10 NOK10 SEK
68,223477,651981,353974,5228
Афиша недели
В поисках грустного йети
Гороскоп на сегодня