В научном баттле приняли участие пять лекторов: Дмитрий Казанцев, Роман Гуляев, Артем Оганов, Александр Литвинов и Денис Чусов. Каждому из них было выделено на доклад ровно 10 минут. Аудитория оценивала мастерство выступавших громкостью аплодисментов, а ведущий замерял децибелы посредством шумомера. Таким образом, всего за час баттла зрители узнали об актуальных исследованиях из пяти разных областей науки.
Последить за научным баттлом собралось зрителей не меньше, чем за юмористическим
Театр начинается с вешалки, а слэм – с научной разминки. Пока публика собиралась в столичном лофте «Министерство» в Столешниковом переулке, первые гости «мерились извилинами» с помощью нейроигры MindFlex Duel («Дуэль умов»), двигая летучий шарик в сторону противника силой мысли, а также рассматривали через очки виртуальной реальности строящийся комбинат СИБУРа «ЗапСибНефтехим». Наконец, все заняли зрительские места в зале, и представление началось.
«Зеленая», но не тоска
Состязание открыл профессор РАН, ведущий научный сотрудник химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Михаил Нечаев. Он прочитал научный стендап на тему «Зеленая» химия: что это? И почему она такого цвета?». Начав свою историю от Адама и Евы, лектор погрузил слушателей в реалии наших дней: «Сегодня, несмотря на торжество прогресса, человечество сильно замусорило Землю. Но ведь намного лучше вовсе не производить отходы, чем потом чистить от них планету».
Чтобы свести к минимуму количество функциональных отходов, создающихся при производстве, нужно использовать возобновляемое сырье, избегать образования промежуточных отходов, отдавать предпочтение каталитическим процессам, стремиться к биологической разлагаемости конечных продуктов, развивать методы мониторинга окружающей среды и, конечно, минимизировать утечки, взрывы и пожары. Ученый рассказал о Е-формуле (факторе Шелдона), по которой вычисляется отношение отхода к продукту. Оказывается, в нефтехимии эта величина составляет всего 0,1. Для сравнения: в фармацевтике Е-фактор может достигать 100. То есть на единицу продукции производство полимеров в разы «зеленее», чем лекарств.
В лаборатории органического катализа Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева, которую также представляет Михаил Нечаев, активно ведутся эксперименты в области «зеленой» химии: тестируются возобновляемые источники сырья и энергии, апробируются новые пути синтеза химических веществ, большое внимание уделяется каталитическим процессам с использованием в качестве растворителя водных составов. За водой в нефтехимии – будущее, полагает ученый. Она дешевая, не токсичная, не горючая, ее легко очистить и регенерировать.
Как обуздать мусор?
Рост бытовых отходов – одна из актуальных проблем. Отработавшие свой срок материалы – стекло, металл, пластик, дерево – переполнили мусорные полигоны. В большинстве случаев их можно повторно использовать, хотя для этого необходимо развивать технологии эффективной переработки отходов. Об этом рассказал Дмитрий Казанцев, представляющий проект «ЗапСибНефтехим» СИБУРа. Он выступил с докладом «Биоразлагаемые полимеры».
Далеко не все материалы, позиционирующиеся как биоразлагаемые, являются таковыми
Не так сложно переработать материал, как извлечь его из груды других отходов. Сортировка мусора – первоочередная задача, а это в том числе подразумевает новую культуру потребления. К примеру, СИБУР совместно с администрацией Тобольска и Тюменским заводом полимерных изделий запустил акции #ФормулаПолимера и «Вторая жизнь пластика», в результате которых тобольчане собрали несколько тонн полимерных отходов, пущенных на вторичную переработку. В итоге в буквальном смысле из мусора были изготовлены бахилы для поликлиник, спортивная одежда для хоккеистов и другие полезные вещи. «Когда люди научатся массово перерабатывать мусор без ущерба для окружающей среды, проблема загрязнения планеты будет решена», – сообщил Дмитрий Казанцев.
Однако перспективны также биоразлагаемые полимеры, которые распадаются со временем на воду и углекислый газ либо рассыпаются на мелкодисперсные элементы. К сожалению, сейчас далеко не все материалы, позиционирующиеся как биоразлагаемые, на самом деле являются таковыми – часто это просто маркетинговый ход.
Молекулы-наушники
Стендапы молодых ученых появились в Европе несколько лет назад и быстро стали популярны среди молодежи. Сегодня экспресс-лекторий «Аплодисменты – науке» (примерно так можно перевести Science Slam) дорос до международного масштаба. Вечерами любители интеллектуальных баталий собираются в барах, клубах, кафе во многих городах мира для того, чтобы послушать короткие и увлекательные выступления исследователей.
Роман Гуляев, представляющий НИОСТ (научный центр СИБУРа в Томске), прочел доклад «Полимерные материалы: что это такое, и с чем их едят... или не едят?». Ученый сходу взбодрил аудиторию рассказом об устройстве молекул полимеров на примере полиэтилена и разных вариантов укладки молекулярных цепочек.
Дорожки из молекул называются кристаллитами. Это тела микроскопических размеров, представляющие собой трехмерную периодическую решетку из мельчайших частиц, ограниченные замкнутой поверхностью. От того, как мы их «упакуем», будут зависеть свойства полученных материалов. У разных полимеров – разный предел прочности.
Далее Роман Гуляев продемонстрировал на пластиковых макетах варианты различных соединений. Сегодня ученые пытаются «растянуть» кристаллические цепочки, сделать материалы более эластичными, но при этом усилить их прочность. Например, они пытаются сделать «вязкий» пластик, в котором молекулы могли бы «двигаться». Как в кармане меломана «самозапутываются» проводки наушников, так и молекулы ведут себя в модифицированных пластиках.
Роман Гуляев тоже подчеркнул: очень важно развивать инфраструктуру, чтобы с умом утилизировать мусор. Продукты короткого срока жизни нужно делать из разлагающегося пластика, а долговечные – из прочных полимеров.
Когда теория становится практикой
Артем Оганов, теоретик-кристаллограф, химик, физик и материаловед, популяризатор науки, известный своими работами по созданию методов компьютерного дизайна новых материалов, рассказал про свою работу.
Идея слэмов зародилась у ученых из Германии. Она принадлежит Алексу Дрепеку, а развитие формата предложил Грегор Бьюнинг. Первые научные слэмы проводились в старейшем берлинском панк-рок-клубе SO36, потом они перекочевали в Кельн, Дортмунд, Гамбург и стремительно распространились по всему миру. С 2014 года в формате Science Slam проводится даже чемпионат Европы.
Когда люди занялись расшифровкой ДНК, они поняли, как передается через поколения информация. С материалами также. Разработанный Артемом Огановым и его коллегами эффективный эволюционный метод предсказания кристаллических структур был положен в основу программы USPEХ, которую используют в своих научных проектах более 4 тыс. исследователей по всему миру. «Спрогнозированные» ими сверхтвердая структура бора, прозрачная фаза натрия, новый аллотроп углерода, стабильные соединения гелия и натрия, стабильность MgSiO3 пост-перовскита в мантии Земли и предсказание «запрещенных» соединений (таких как Na3Cl, не вписывающихся в традиционные представления ученых) были впоследствии подтверждены экспериментами и существенно повлияли на фундаментальные знания в материаловедении, физике, химии и других науках.
Теоретические методы позволяют предсказывать и получать материалы с заданными свойствами. Сейчас Артем Оганов с коллегами пытается «повысить КПД» известных материалов в 2–3 раза. К примеру, идут эксперименты по совершенствованию материалов для буровой техники газовой промышленности.
Стирайте вдумчиво!
Александр Литвинов выступил с докладом «Про ПАВ и энзимы в средствах для стирки». Ученый несколько лет разрабатывал моющие средства, сотрудничая с компанией Henkel, а потом перешел работать в СИБУР.
Стирка одежды никогда не была простым делом. Совершив небольшой экскурс в историю, Александр Литвинов напомнил, что в древности люди замачивали грязные вещи в золе, а потом долго били их палками, полоскали в проточной воде и сушили на солнце. Потом умельцы научились варить мыло. В первой половине XX века инженеры экспериментировали с приборами для механической стирки. Привычные сегодня моющие средства и ароматизаторы, решившие разом все проблемы, появились только в 1950–1960-х годах.
Современные требования к средствам для стирки: бытовая химия должна быть не только эффективной, но и экологичной. Поверхностно-активные вещества (ПАВы), входящие в состав моющих средств, эффективно борются с грязью, но после попадают в канализацию. По этой причине на берегах некоторых водоемов раньше можно было увидеть огромные клубки мыльной пены, которую взбивали волны. Решением стал переход на использование биоразлогаемых ПАВов.
Однако любое, даже самое безопасное, средство для стирки нужно применять разумно: читать инструкцию на одежде и на упаковках моющих средств, использовать рекомендуемую дозировку порошков и режим автоматической стирки в стиральной машине.
Тепло или холодно?
Развлекательная популяризация науки дошла и до России: стендапы ученых уже несколько лет проводятся в 25 регионах страны, собирая все больше участников. У самых популярных отечественных слэмеров есть сценические имена: Кирилл Гржегоржевский – Регенератор, Артур Ганеев – Прессмэн, Николай Радионов – Бладмэн, Алексей Понарядов – Титановый Человек, Иван Чуксин – Агромэн и пр. Их выступления можно посмотреть в записях на канале YouTube.
Химик Денис Чусов завершил слэм докладом на тему «Угарный реагент с отрицательной стоимостью». Что происходит с климатом? Изменяется ли при этом флора и фауна разных континентов? Такие непростые вопросы задал ученый. Вроде бы все не один раз слышали о глобальном потеплении, но, оказывается, в научной среде единства мнений о том, почему оно происходит, нет.
Современная наука делает следующие выводы: ухудшения климата есть, но они не фатальны. Однако людям необходимо задуматься о том, как снизить свое влияние на экологию. К примеру, побочным продуктом производства стали является моноокись углерода (проще говоря, угарный газ). Сегодня его просто сжигают. А ведь можно поступать иначе. В частности, CO можно использовать в качестве реагента, например, для синтеза аминов. Денис Чусов поведал аудитории о «молекулах-супергероях» на основе аминов, которые обладают уникальными свойствами и используются в лекарствах.
Выступление каждого слэмера зал встречал доброжелательным гулом и провожал аплодисментами. Но шумомер был неумолим: сильнее всего атмосферу лофта сотрясла реакция на доклад Александра Литвинова (возможно, потому, что ему удалось предельно просто объяснить химические процессы, с которыми все мы сталкиваемся ежедневно).
Наталья Смирнова
