Публикации

Логика науки и логика благотворительности

Если бы многочисленные международные рейтинги, конкурсы, олимпиады изобретателей можно было бы организовать в одну всемирную Олимпиаду, наподобие спортивной, то российский профессор Владимир Кондратенко наверняка занял бы там первое место. Во всяком случае, второго такого, чьим изобретением ежедневно пользовалась бы шестая часть человечества, сразу так и не сыщешь. По крайней мере, среди ныне живущих.

А ведь дело именно так и обстоит. На Земле насчитывается сегодня 1,3 миллиарда пользователей айфонов – из 8 миллиардов населения планеты. И каждый из этих людей обязательно проводит пальцем по тонкому, но твёрдому стёклышку экрана, технологию лазерной нарезки которых создал и запатентовал российский учёный.

Илона Маска не предлагать

Конечно, утверждение, что второго такого изобретателя нынче нет, может показаться излишне смелым. В конце концов, изобретателей много, и эти люди постоянно создают что-то интересное. Тот же айфон, например, считается изделием Стива Джобса. Или вот регулярный герой околонаучных новостей Илон Маск – этот вообще собственные ракеты конструирует и запускает. Или двое выходцев из России, получивших графен – двумерный кристалл углерода.

Всё верно, но всё же это – не совсем "чистые" изобретения. Скажем, Джобс в своих воспоминаниях употребляет такие фразы: "Я поинтересовался у наших ребят, можем ли мы… И через шесть месяцев они пригласили меня и показали… А я отнёс его одному из наших замечательных парней… Через несколько недель он позвал меня — у него была готова…". И так далее.

То есть тут работал коллектив.

Илона Маска вообще, как говорят в народе, "не предлагать". Во-первых, не он изобрёл ракету. Дальше нужно перечислять? Не нужно, ибо перечисление всё равно закончится одной бесспорной истиной: Маск не изобретатель, Маск - инвестор. Или лучше – инноватор. Он платит деньги опять-таки коллективам, которые делают изобретения.

Ну и Андрей Гейм и Константин Новосёлов пришли к графену после почти шести десятилетий теоретических и экспериментальных работ, проводимых другими учёными.

Владимир Кондратенко с его изобретением резко отличается от этих, безусловно, достойных людей. И не случайно не он к Джобсу, а Джобс к нему обратился, заполучить для своего изделия прорывную технологию.

Потому что как раз эту технологию российский учёный создал, во-первых, один; создал в ходе собственного эксперимента, два; и три – получил на неё патент именно как на технологию законченную. От и до – свою.

И то, что Всемирная организация интеллектуальной собственности (WIPO, World Intellectual Property Organization) удостоила его в 2014 году своей высшей награды — золотой медали и звания "Лучший изобретатель" является достаточно звучным признанием мирового уровня того, что сотворил Кондратенко.

А сотворил он вот что.

Раз в жизни фортуна стучится в дверь каждого человека…

…но человек в это время нередко сидит в ближайшей пивной и не слышит её, мизантропически иронизировал когда-то Марк Твен.

В случае с Владимиром Кондратенко человек фортуну услышал.

В том эксперименте молодой тогда научный сотрудник специального конструкторско-технологического бюро производственного объединения "Коралл" пытался превзойти скорость резки стекла лазером, которая достигалась по методу американца Роберта Ламли.

Именно тот первым запатентовал в 1974 году так называемое лазерное термораскалывание стекла. Но вот скорость процесса по технологии Ламли была слишком низка – 2 – 3 мм разреза в секунду. Точность тоже хромала.

Вот здесь и выявилось то, что роднит Кондратенко с великими изобретателями прошлого. Он упорно работал над тем, чтобы найти нечто более действенное, нежели метод американца. Который, если по гамбургскому счёту, ничем особенным и не был – лазерную резку чего бы то ни было "запатентовал", если угодно, писатель Александр Беляев в своей повести "Гиперболоид инженера Гарина".

И потому экспериментировал Кондратенко уже с собственной идеей – увеличить скорость резки, охлаждая создаваемую лазером трещину. Теоретически должно было получаться. Ведь при нагреве стекло, как и прочая материя, расширяется из-за ускорения движения частиц. Но только вот зона расширения ограничивается холодным равнодушием не затронутых нагреванием молекул. И поскольку те стоят насмерть на своих местах, то в зоне нагрева возникают силы сжатия. Так что если тут же охладить горячий порыв молекулярных энтузиастов, то они тоже вернутся, фигурально говоря, в строй, и силы сжатия сменятся силами растяжения. А поскольку уже разрезанная трещина никуда не девается из объективной реальности, то эти силы и будут растягивать края трещины в стороны друг от друга.

Вроде бы просто. Вот только на практике получалось не очень. То есть скорость резки в сравнении с американцем увеличить удалось, но – в разы, а не на порядок: кондиционирование холодным воздухом имеет свои термические границы. И наш Владимир Кондратенко в поисках более совершенных вариантов проводил вечера не в ближайшей пивной, а в лаборатории. Так что когда фортуна постучалась, он был как раз на месте.

Стук судьбы воплотился в случайном впрыске холодной аэрозоли из воздушной форсунки на оставляемую лазером прорезь в стекле. Всё вышло естественно: другие сотрудники разошлись после окончания рабочего дня по домам, расход сжатого воздуха сильно упал, в воздуховодах осел конденсат. Вот он и брызнул прямо на горячую трещину. И та... начала расползаться быстрее!

Остальное - дело техники и не очень сложных расчётов. Была подобрана нужная температура, состав аэрозоли, прочие нужные параметры – и вместо 1-2 миллиметров в секунду технология Кондратенко стала выдавать скорость разреза 1000 мм в секунду!

Плюс качество



Дальнейшее описывать долго, да и незачем. Дальше всё стандартно, как и пролагается путь к мудрости по завету Пита Хейна-младшего, датского учёного и, кстати, тоже изобретателя: "Мимо, и мимо, и мимо опять, - Но ближе, и ближе, и ближе"…

Эксперименты, удачи, неудачи, осмысления, усовершенствования – обычный путь исследователя. Но в результате родилась собственная технология разделения стекла с нулевой шириной разреза и идеальной чистоты кромкой. Более того, после применения лазерного управляемого термораскалывания прочность этой самой кромки по сравнению с традиционной механической резкой повышается в 5 раз – ведь даже самая прецизионная механическая резка оставляет микротрещины и напряжения, которые и ослабляют стекло в целом. Здесь же оно держит нагрузку до 100 килограммов. В отличие от 8 – 10 кг, которые выдерживает при той же толщине после механической резки. То есть это стекло можно даже гнуть!

Вот на эту технологию и нацелился Стив Джобс в поисках того лучшего, что могло бы использоваться для производства его айфонов. Но только закупать её пришлось ему у партнёров Кондратенко с Тайваня – русский учёный-инженер проявил редкую, особенно для советских людей 1950 года рождения, деловую хватку и запатентовал своё изобретение в России и за рубежом. На основе этого патента лицензии на использование разработок Владимира Кондратенко приобрели 25 компаний в России и 10 за рубежом – в Германии, Японии, Корее, на Тайване.

Вот к одной из крупнейших технологических фирм Тайваня, Foxconn Technology Group, и обратился американский создатель айфонов. Основным производителем которых, кстати, и является Foxconn.

А благодарный сооснователь тайваньской компании Сюй Мудзи подарил Владимиру Кондратенко его же стеклянный бюст, склеенный из 1200 пластинок, вырезанных по технологии русского изобретателя.

В знак признания его заслуг: ведь методом Кондратенко можно резать не только стекло. Но ещё и сапфир, кварц, кремний, ряд других материалов. А это поле необъятное для применения в электронике, в прецизионных технологиях, в научном приборостроении.

Ну, вот то, что прямо напрашивается: резка кремниевых пластин в чистых зонах на чипы.

Недаром, видно, именно тайваньские производители микроэлектроники так заинтересованы технологиями Кондратенко, что предложили ему работу научным консультантом компаний "Foxconn" и "Nanoplus".

Ну и в России его технологии работают: в изготовлении солнечных батарей на одном из предприятий космической отрасли, в резке кремниевых приборных пластин с органическими светодиодными структурами и узких сапфировых элементов для светодиодных ламп нового поколения, в создании атомных часов и гироскопов на ядерном магнитном резонансе. А также на ряде высокотехнологичных производств, скажем, узкого и широкого профиля. Без дальнейшей детализации.

Премия за невозможное

Эксперименты, удачи, осмысления, усовершенствования — это всё неуёмный мозг профессора Кондратенко направлял далеко не только на управляемое термораскалывание стекла.

Скажем, премию Совета Министров ещё СССР он получил в 1989 году за… невозможное. По крайней мере, так значилось в справочниках по поводу решения проблемы лазерной кинжальной сварки кварцевого стекла или, по другому, прецизионной сварки кварцевого стела с глубоким проплавлением.

Кварц таким способом сварить нельзя: слишком высокая вязкость, которая не позволяет ему течь в расплавленном состоянии. А раз не течёт, то и не сваривается.

Кондратенко исправил справочники.

Другим изобретением стала шлифовка стекла особым алмазным инструментом, в результате чего оно истончается так, что начинает гнуться. Складывается едва ли не вдвое.

Для чего это надо? Конечно, не для баловства. А, например, для изготовления пластин-фотошаблонов в производстве микросхем.

Но в этом деле тоже была проблема с изначальной технологией, которую использовали монополисты из германской фирмы "Peter Wolters". У немцев при общей высокой трудоёмкости их метода на выходе получалось… менее 5% изделий высшего качества! Поверхность пластин ведь должна быть идеально ровной, а тут при полировке края получались выпуклыми.

Что же, русский изобретатель предложил свой метод, при котором в ход шла не одна сплошная поверхность шлифовальника, а набор отдельных более мелких шлифовальных таблеток, состав которых и изобрёл профессор Кондратенко. Они расположены на планшайбе по определённому алгоритму, обрабатывая пластину фотошаблона с небольшой заданной ямкой, чтобы при дальнейшей полировке они выравнивались в идеальную плоскую поверхность. Она становилась, таким образом, столь ровной, как требуется.

Так что и эту технологию — точнее, лицензию на это изобретение – немецкая фирма у Кондратенко купила. Ещё бы – его метод обеспечил выпуск 100% пластин высшего сорта.

Кстати, немцы же, только из компании Jenoptik, купили у него и первую лицензию на лазерную резку стекла.

Не просто сантехника – но безопасность

Лазеры, алмазы, сапфиры… А как насчёт… сантехники?

Аналогично: посмотреть, проанализировать, что не так. И - предложить парадоксальный на первый взгляд, но глубоко продуманный по результату выход.

Сантехника, как знают даже те, кто не смотрел фильм "Афоня" (а есть ли такие?) – это протечки. Хочется сказать - всегда, но сформулируем осторожнее: время от времени. Однако неизбежно, как заход Солнца.

Дело в том, что вечного нет ничего. Любой материал рано или поздно требует замены. Но хорошо, когда это, как у Афони, происходит в квартире с симпатичной дамочкой. Или хотя бы с недотёпой-профессором. А когда это огромное производственное хозяйство? А то вообще – городское? Там вовремя не замеченная протечка означает как минимум немалые убытки, а как максимум аварию.

Нет, про атомные станции никто не говорит. Там соответствующие системы безопасности после проблем на реакторах в 1940- 1950-х годах настроены предельно надёжно. Но – путём дублирования. Многократного.

А ведь вопрос можно решить и дешевле.

Вот прежде всего для таких хозяйств доктор Владимир Кондратенко вместе со своим коллегой Юрием Сакуненко изобрёл так называемые сорбционные кабельные сенсоры. В них "зашит" особый полимер, который реагирует на появление даже капли воды. Благодаря этому сама поверхность кабеля является датчиком. И – не только воды, но и пара: это первый в мире пароводяной датчик. И этот датчик годится для нефти и бензина, для сжиженного газа – словом, для всего жидкого.

Там всё опять просто: реакция – сигнал – тревога - ремонт.

Можно добавить в список изобретений Кондратенко перспективную технологию формирования наноразмерных защитных покрытий с повышенными прочностными, водозащитными и электроизолирующими свойствами.

А есть ещё тема медицины. Например, можно поработать над пластырем, который заменил бы укол, скажем, при вакцинировании. И опять решение кажется очевидным: воткнуть в пластырь микроиглы с лекарством, которые при наклеивании прокалывают безболезненно кожу и вводят лекарство. Там, правда, есть проблемы, в некотором роде, материаловедческие – требуется применение таких материалов, которые держали бы, не деформируясь, отверстия в миллионные доли миллиметра. Но – решаются эти проблемы, на то она и наука…

Дух и дело Христофора Леденцова

В чём нуждаются такие вроде бы и без того прекрасно работающие в науке люди? Разве не позавидовать только остаётся профессору МИРЭА — Российском технологическом университете, советнику ректората РТУ МИРЭА, дважды лауреату премии Правительства России в области науки и техники, автору 777 научных работ и более 150 патентов?

Признание есть, деньги тоже, воспрошенность налицо – что ещё нужно творцу для того чтобы считать себя счастливым?

Творить ему нужно. Творить дальше. Ибо в этом – настоящее счастье таких людей.

Но наука в наши дни – особа прожорливая. То, что можно было открыть благодаря яблоку в лоб, уже открыто. Ныне для творчества в науке и технике нужно оборудование, подчас превышающее по стоимости бюджет иного государства.

Для инвестирования научных исследований в сегодняшнем мире кроме прямого государственного и корпоративного финансирования существует только одна система – система научных грантов. Образуется некий фонд – как правило, впрочем, тоже при правительствах. При нём экспертный совет. Он рассматривает заявки учёных на денежные средства для исследования. И при положительном заключении экспертов относительно пользы и важности заявленной работы фонд перечисляет учёному деньги. Или не учёному лично, а научной организации или коллективу.

Это и называется грант.

Но существует и третий способ финансирования перспективных научных исследований. Когда оное совмещено с поощрением тех исследований, что уже проведены. Воплощён этот способ в возрождённой в России в 2021 году премии Христофора Леденцова.

Про Нобелевскую премию знают все. Про премию Леденцова – пока немногие. Хотя в своё время в русской науке она была как раз куда авторитетнее Нобелевской. Не только потому, что превышала её по номиналу, но и по той причине, что поощрялись ею не былые, а будущие заслуги. Или, точнее, так: будущие - на фоне былых.

В полном соответствии с завещанием Христофора Леденцова: "Я бы желал, чтобы не позднее 3 лет после моей смерти было организовано Общество (если к тому времени такого не будет существовать), если позволено так выразиться, "друзей человечества". Цель и задача такого общества по мере возможности осуществление если не рая на Земле, то возможно большего и полного приближения к нему. Средства, - как я их понимаю, - заключаются только в науке и в возможно полном усвоении всеми научных знаний… Я не хочу дела благотворения, исцеляющего язвы людей, случайно опрокинутых жизнью, я ищу дела, которое должно коснуться самого корня человеческого благополучия".

Этой премией награждались совершённые успехи и поощрялись научные перспективы. И какие! На полученные средства оборудовали свои лаборатории основоположник современной аэродинамики Николай Жуковский, родоначальник первой отечественной физической школы Пётр Лебедев, мировая величина в физиологии Иван Павлов и другие, менее известные учёные. На эти деньги ставил эксперименты Илья Мечников, отправлял экспедиции на поиски радия Владимир Вернадский, проводил свои ракетные расчёты Константин Циолковский. На них вели исследования К.А. Тимирязев, А.Н. Крылов, С.И. Вавилов и другие учёные.

Нынешняя общенациональная премия Христофора Леденцова продолжает после более чем столетнего перерыва ту благотворительную традицию, что заложил её основатель. В официальном статуте она нацелена "на поддержку и развитие научно-технологического потенциала, а также поощрение благотворительной и инвестиционной деятельности в сфере продвижения науки, технологий и их практического применения на благо общества".

Премия проводится при поддержке Государственной Думы и Совета Федерации Федерального собрания РФ, Минпромторга, Министерства науки и высшего образования, Министерства экономического развития, Российского союза промышленников и предпринимателей, Торгово-промышленной палаты России, Правительства Вологодской области и администрации города Вологды.

Логика благотворительности

Сегодня профессор Кондратенко занимается созданием микрокапсул, которые могут доставлять лекарство – или, скажем, изотоп, если речь идёт о радиомедицине – в нужно место человеческого организма. Эффективность лечения повышается в разы: ведь воздействие точечное абсолютно. Вплоть до нужной клетки – что, кстати, особенно воспрошено со стороны онкологов, которые благодаря такому способу могут предметно поговорить с каждой раковой нечистью.

Перспективно? Ну ещё бы! Является ли профессор Кондратенко тем учёным, который, исходя из прежних его достижений, способен справиться с этой задачей? Безусловно! Тем более с его принципом: "Если браться за что-то, то делать это надо лучше всех".

Значит, логика и статут премии Леденцова позволяет наградить его, одновременно поощряя на новые открытия и изобретения?

Ответ даже не требуется. Тем более что он уже дан: Владимир Кондратенко стал в 2021 году лауреатом возрождённой премии имени Христофора Леденцова за разработку метода "Лазерное управляемое термораскалывание хрупких материалов".

И работает дальше.