Как разработки бийских ученых признали на мировом уровне
Сегодня в бийских организациях научно-промышленного комплекса занято более четырех тысяч человек, а в минувшем году исполнилось 20 лет, как Бийск получил статус наукограда. В городе был создан Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН), где занимаются множеством разработок: синтезируют высокоэнергетические соединения и лекарства, разрабатывают новые материалы, в том числе наноразмерные, изучают процессы горения и взрыва и др.
С 2005 года в ИПХЭТ СО РАН работает Вера Будаева, кандидат химических наук, доцент, заведующая лабораторией биоконверсии. Вера Владимировна сформировала научное направление по альтернативным источникам целлюлозы, включая целлюлозу растительного, синтетического и бактериального происхождения, для получения нитратов целлюлозы. Нитраты целлюлозы используются для производства широкого спектра продуктов: порохов, чистых клеев для использования в космосе, биотестов, лаков для ногтей, красок для автомобилей и пр.
Ранее чистую целлюлозу производил Бийский химический комбинат из хлопка, привезенного из Узбекистана. В России же выращивание хлопка проблематично, поэтому ученые решили найти альтернативные источники целлюлозы.
О том, что это за источники, каковы перспективы указанного научного направления и применение в экономике, а также как с течением времени изменилась наука и сами ученые, Вера Владимировна рассказала корреспонденту «БР».
Целлюлоза. Фото: Сергей Кулыгин, "БР"
Производство и наука
– Вера Владимировна, ваш полный стаж работы – более 40 лет. Отношение к науке за это время изменилось?
– Наука объективно жила и живет своей жизнью. Я уверена, что именно наука делает человека счастливым, при этом объединяет людей. Ученые-одиночки – это, скорее, отклонение от правил.
А вот отношение к науке изменилось. Раньше наука была нужна везде, даже в самых изученных процессах, на производстве. Люди в поисках нового стремились что-то поменять в лучшую сторону: ускорить или упростить процесс, улучшить качество, продлить срок годности. Поэтому производство нуждалось в новых научных исследованиях. Я это прочувствовала, когда работала, например, на пищевых производствах. А сейчас многие уверены, что можно обойтись без науки. Наверное, поэтому так сложно финансируются научные проекты. Ситуация усугубилась, когда по критериям результативности фундаментальные исследования уравняли с прикладными.
– А возможности у столичных ученых и из маленьких городов равны? Казалось бы, сегодня так много всего в электронном виде, в доступе.
– Доступность информации – это еще одна особенность современной науки. Но нужно не просто уметь рассказать о своих научных результатах. Необходимо опубликовать полученные результаты в научных изданиях, а для этого – предварительно пройти рецензирование, иногда в несколько этапов. В результате в больших городах, крупных научных организациях, ведущих университетах эта задача решается на уровне администрации – у исследователя или научного коллектива нет возможности взяться за конкретную работу, если они не гарантируют публикацию результатов в высокорейтинговых изданиях. А на периферии такие возможности резко ограничены.
– Какие научные вопросы решались, когда вы только пришли в науку?
– Мне повезло, что пришлось поработать в различных научных областях: химия специальных продуктов и химия веществ растительного происхождения оказались в одном отделе. Я за все бралась, мне было интересно. Также был опыт курирования процессов в условиях опытного производства и крупного предприятия в Бийске.
Потом я погрузилась в химию биологически активных веществ из растительного сырья. Так, вместе с коллегами мы сделали работу по комплексной переработке свежих плодов облепихи в концентрат масла и густой экстракт из шрота облепихи. Облепиховое масло в те времена было трудно достать, а после реализации этого процесса масла стало в избытке. Параллельно были получены густые экстракты из шротов калины и черноплодной рябины. Их особенно отметили в Москве изготовители мороженого.
Эти замечательные работы были проведены совместно с Томским медицинским государственным университетом и московским Институтом питания. Все работы лично курировал академик Геннадий Викторович Сакович.
От оборонки до лака для ногтей
– Именно Геннадий Викторович создал ИПХЭТ СО РАН, в который вы пришли работать. Имевшийся опыт помог быстро адаптироваться?
– Да. Когда я пришла на работу в институт, мне не нужно было понимать, что от меня требуется в новой научной области, потому что принимал меня на работу именно Геннадий Викторович. В том же году он стал научным руководителем института.
Новая работа касалась целлюлозосодержащего сырья, причем недревесного происхождения. Все мои знания по низкомолекулярным биологически активным веществам не просто пригодились, а оказались в одной линейке. Позднее мне пришлось разбираться в биотехнологии, начало было положено ферментативным гидролизом целлюлозы до глюкозы, на следующих этапах был освоен биосинтез, но уже с помощью моих коллег – настоящих биотехнологов. Так в моей жизни появилась бактериальная наноцеллюлоза, которая никого не оставляет равнодушным – насколько ее свойства богаты.
– О целлюлозе в последнее время много говорится. А где конкретно ее применяют?
– Целлюлоза сама по себе так востребована, что двумя словами не расскажешь. Это и оборонная промышленность, и другие направления. Например, производство особо ценных видов бумаги – мишеней, а еще это исходный полимер для синтеза нитратов целлюлозы.
Особые виды бумаги невозможно изготовить из древесины, потому что очень прочные древесные волокна в листе при высечке не обрезаются. А короткие и тонкие волокна мискантуса (род многолетних травянистых растений семейства злаковых. – Прим. ред.) хорошо формуются в лист и при высечке образуют ровные края, столь необходимые при оценке точности выстрела в бумажную мишень. Так появились мишени российского производства.
Нитраты целлюлозы применяются везде: от лака для ногтей до основы биотестов. Уже два столетия нитраты целлюлозы – компоненты порохов и лакокрасочных изделий.
– В чем преимущество альтернативных источников получения целлюлозы?
– В России не решена проблема обеспечения хлопковой целлюлозой, поэтому разработка способов получения альтернативных хлопковым нитратам целлюлозы актуальна и особенно востребована сегодня в связи с СВО.
Главное преимущество альтернативных источников – это неисчерпаемая сырьевая база. Например, это шелуха овса, отечественные сорта мискантуса, солома льна-межеумка. Так, в Алтайском крае, конкретно в Бийске, у нас была шелуха с Бийского элеватора, мискантус сахароцветный рос прямо на территории ИПХЭТ СО РАН, а солому льна-межеумка нам поставляли производители льняного масла прямо к проходной. Исключение составляет мискантус гигантский, который начали выращивать в европейской части страны в 2017 году, и мы были первыми, кто исследовал компонентный состав и предложил авторские способы его переработки в целлюлозу, а также получил целлюлозу в условиях опытно-промышленного производства.
Процесс получения целлюлозы. Фото: Сергей Кулыгин, "БР"
20 лет в ИПХЭТ СО РАН
– С какими сложностями пришлось столкнуться во время исследований?
– Сложности нужно помнить, пока они есть. Первая сложность заключалась в том, что все специалисты в получении хлопковой целлюлозы (знающие действующее производство на Бийском химическом комбинате) не верили, что в России может такое случиться, что не будет хлопка. Поэтому я со своими намерениями вызывала раздражение.
В 2009 году в Казани на профильной конференции мне пришлось просто отбиваться от критики, поскольку участвовали сотрудники Казанского казенного порохового завода, которые использовали исключительно хлопковую целлюлозу. Хотя после конференции меня пригласили на экскурсию на это предприятие, что доказало интерес к данной теме. Мою публикацию отклонили и опубликовали только в 2011 году. Этот случай может стать примером, как бывает, когда есть «своя колея».
Вторая сложность заключалась в неприятии метода получения целлюлозы из альтернативных источников. Общее мнение было таковым: нужно использовать традиционные методы выделения целлюлозы из древесины применительно к недревесным источникам. С точки зрения теории, это ошибка, потому что структура лигнина (вещество, которое пропитывает стенки растительных клеток. – Прим. ред.) – совершенно другая. Поэтому нужны другие пути переработки. И эту сложность мы уже преодолели: в Перми провели процесс на заводе с сахароцветным мискантусом и получили положительные результаты. Но чтобы провести этот процесс, пермяки использовали наши патенты и статьи.
– Ваши разработки получили признание?
– Эти 20 лет в ИПХЭТ СО РАН позволили сформировать научное направление, которое было просто подхвачено в целом по стране. Другие институты выдвигают научные проекты, которые совпадают по сути, да и даже по названию, с нашими завершенными или действующими проектами. Я не расцениваю это как признание. Я огорчаюсь, потому что, несмотря на мой оптимизм, мне очень крепко досталось от всякого рода скептиков и критиков этой идеи – альтернативных источников целлюлозы.
Это направление было замечено и зарубежными учеными, которые вели подобные работы, но очень скромно проявлялись в печати. А в России направление было подхвачено крупными корпорациями, поэтому появились предложения не финансировать наши разработки на более серьезном уровне. Но я выполнила свое задание. Мировой приоритет ИПХЭТ СО РАН в этом научном направлении уже «отменить» нельзя. Поэтому, даже когда все забудут мою фамилию, название института и Россия останутся на первом месте. Наши работы защищены публикациями в высокорейтинговых изданиях.