Олексій Чуйко – архітектор українських нанотехнологій

У Національній академії наук України 21—22 жовтня 2020 року відбудеться Всеукраїнська конференція з міжнародною участю «Хімія, фізика та технологія поверхні», присвячена 90-літтю від дня народження академіка НАН України Олексія Олексійовича Чуйка.

Такі терміни як «нанотехнології» та «наноматеріали» останнім часом уже стали звичними для українського споживача і найчастіше асоціюються з високотехнологічними продуктами іноземного виробництва. На жаль, лише дуже вузькому колу спеціалістів відомо, що деякі широковживані продукти мають суто українське походження. Зокрема, це стосується широко представленого на українському фармацевтичному ринку цілого класу ентеросорбентів на основі діоксиду кремнію (кремнезему), що був запроваджений у медичну практику завдяки дослідженням доктора хімічних наук Олексія Чуйка, пам’ять якого ми вшановуємо в зв’язку 90-літтям від дня народження.

ПЕРШЕ ЗНАЙОМСТВО З НАНОМАТЕРІАЛАМИ

Наукова кар’єра Олексія Чуйка, випускника 1959 року хімічного факультету Київського національного університету ім.Тараса Шевченка, розпочалася в Академії наук України. Працюючи в Інституті фізичної хімії ім.Л.В.Писаржевського, молодий учений ще в 1960-ті роки зацікавився унікальними властивостями синтетичного високодисперсного діоксиду кремнію, один грам якого має величезну поверхню в сотні квадратних метрів, а розмір частинок лежить у межах 10 нанометрів. Звичайно, він є типовим наноматеріалом, хоча отримав таку характеристику значно пізніше — цей термін почав використовуватись у науковій літературі починаючи з 1980-х років, а в Європейському Союзі визначились із ним лише 2011 року. Частинки такого розміру невидимі для неозброєного ока, і їх можна побачити лише в електронному мікроскопі. Саме завдяки такому розміру частинок матеріали на основі високодисперсного діоксиду кремнію знаходять широке практичне застосування.

ГОРИЗОНТИ НАНОМАТЕРІАЛІВ

1981 року український уряд постановою «Про заходи по розробці і створенню нових матеріалів і препаратів з використанням високодисперсних кремнеземів» підтримав ініціативу доктора хімічних наук Олексія Чуйка, спрямовану на проведення вітчизняними організаціями фундаментальних та прикладних досліджень у галузі хімії поверхні високодисперсних матеріалів — перспективному напрямі хімічної науки. Практичне застосування таких матеріалів було надзвичайно широким та включало, зокрема, кристалізуючі реагенти без використання сполук срібла, що здатні викликати штучні опади, стабілізатори бурових розчинів, які дають можливість підвищити якість розкриття нафтогазових пластів, нетоксичні мастила для харчової промисловості, препарати та технології освітлення фруктових соків, іммобілізовані лікарські препарати. Коло наукових інтересів та широкий науковий кругозір Олексія Олексійовича просто вражають. 

Наукова інтуїція та організаторський талант Олексія Чуйка цілком проявились у змісті досліджень та структурі завдань згаданої постанови, яка повністю відповідає дослідницьким та технологічним проєктам сучасної наукової програми Європейського Союзу «Горизонт 2020». Ба більше, ця постанова передбачала створення науково-популярного кінофільму про нові матеріали на основі високодисперсного кремнезему з хімічно-модифікованою поверхнею та їх практичні застосування. А саме на використання та широке висвітлення результатів наукових досліджень у інтересах суспільства сьогодні зорієнтовані європейські науковці.

НЕВИДИМІ НАНОЧАСТИНКИ ДЛЯ ЛІТАКІВ-НЕВИДИМОК 

У цей самий час Олексій Чуйко захопився проблемою маскування озброєння та військової техніки, яка традиційно вирішувалася застосуванням аерозольних засобів, а простіше кажучи — білого диму. Згодом проблема перемістилася від видимого маскування наземної техніки до зниження радарної видимості літальних апаратів, траєкторію польоту й координати яких могли відстежувати радіолокаційні станції. Особливо гостро ця проблема постала наприкінці 1970-х років, коли американські газети й журнали повідомили про успішне випробування перших зразків літаків-невидимок, створених з використанням стелс-технологій.

Створення радіопоглинаючих фарб та покриттів, які знижують помітність у радіолокаційному діапазоні, потребувало фундаментальних знань і багатолітнього досвіду роботи з високодисперсними матеріалами з хімічно-модифікованою поверхнею, нині широко відомих як наноматеріали. Так у Інституті хімії поверхні були розпочаті фундаментальні дослідження в галузі графену, а саме графеноподібних наноматеріалів на основі хімічно— модифікованого природного графіту, а спільно з Міністерством оборони — практичне застосування розроблених радіопоглинаючих матеріалів.

ЧОРНОБИЛЬСЬКІ НАНОМАТЕРІАЛИ  

На початку травня 1986 року в Академії наук України був створений Інститут хімії поверхні, директором якого став Олексій Чуйко. Ця подія збіглася в часі з розгортанням робіт щодо ліквідації наслідків аварії та проведення дезактиваційних робіт на Чорнобильській АЕС. Співробітники інституту пам’ятають, як Олексій Олексійович сонячного весняного дня запросив тоді ще невеликий колектив на розмову і почав своє звернення словами: «У нас трапилась біда, ми, як учені, не маємо бути осторонь, проблеми відомі, пропонуйте наукові та технологічні рішення». Звичайно, що вони були знайдені.

Зокрема, існувала проблема забруднення території та споруд АЕС радіоактивними аерозольними «гарячими частинками», що складалися з суміші ядерного палива, високоактивних продуктів поділу й реакторного графіту. Вже влітку 1986 року молоді учені Інституту хімії поверхні випробували на проммайданчику Чорнобильської АЕС захисні кремнеземні нанопокриття, які особовий склад хімічних військ використав під час дезактиваційних робіт як у приміщеннях станції, так і на території АЕС. Надалі, відповідно до рішення Урядової комісії №133, у вересні 1986 року розроблені покриття були використані при проведенні дезактивації відкритих бетонованих ділянок площею 130 тисяч квадратних метрів біля зруйнованого 4-го енергоблоку.

МАЙБУТНЄ — ЗА НАНОМЕДИЦИНОЮ

Олексій Чуйко завжди захоплювався можливостями медичних застосувань кремнеземних наноматеріалів. 1989 року було засновано спільну лабораторію Інституту хімії поверхні та Вінницького національного медичного університету ім.М.І.Пирогова, діяльність якої була спрямована на вивчення медико-біологічних властивостей високодисперсного кремнезему. В 2003 році результати фундаментальних досліджень та їх практичних застосувань у медичній практиці були узагальнені в монографії під редакцією О.О.Чуйка «Медична хімія та клінічне застосування діоксиду кремнію».

Не дивно, що ентузіазм та стиль роботи Олексія Чуйка, який поєднував фундаментальні дослідження та їх практичне використання, знаходив підтримку у владних кабінетах. Так, 1993 року розпорядженням Кабінету Міністрів України було передбачене сприяння Інституту хімії поверхні в створенні виробництва нових лікувальних препаратів на основі високодисперсних кремнеземів, а також прискорене їхнє впровадження в лікарську практику. Ентеросорбент Силлард П у 2000 році наказом Міністерства охорони здоров’я був зареєстрований та внесений до Державного реєстру лікарських засобів. Нині ентеросорбенти такого типу під різними торговельними марками широко представлені на фармацевтичному ринку України.

Сьогодні наукові дослідження та розробки в галузі хімії, фізики та технології поверхні наноматеріалів, нанотехнологій і наномедицини, які починаючи з 1960-х років в Україні започатковувалися та здійснювались академіком НАН України Олексієм Чуйком, є серед поточних пріоритетів дослідницької й інноваційної політики Європейського Союзу. Зокрема, вони орієнтовані на міждисциплінарні дослідження, передбачають співробітництво науки та високотехнологічного бізнесу, а також використання наукових результатів у практичній площині в інтересах держав та суспільства.

Запорукою успіху в очолюваній Олексієм Чуйком науковій роботі завжди був ентузіазм колективу колег-однодумців та органічне поєднання фундаментальних академічних досліджень у актуальній в світовій науці галузі з їхнім практичним застосуванням на користь країни та її громадян.