|
|
|
№ 26 (3685), 9 ноября 2004 года
|
 |
|
|
|
|
Структура кристаллических веществ –
это фундамент естественных наук
В конкурсе принимали участие 30 молодых ученых Петербурга и Северо-Запада, победил геолог.
Сразу после вручения награды Сергей Кривовичев уехал в Австрию, где он продолжает свои исследования в области кристаллохимии. Поэтому о его работе мы побеседуем с его научным руководителем:
– В президиуме Санкт-Петербургского научного центра РАН есть и физики, и химики, и биологи, и астрономы – работа Сергея всем была интересна, потому что она сделана на стыке наук, – рассказал Станислав Константинович ФИЛАТОВ, профессор кафедры кристаллографии геологического факультета СПбГУ. – Кристаллография многое взяла от других наук. От минералогии – кристаллы, от физики – рентгеноструктурный анализ, от математики – точечные и пространственные группы симметрии кристаллов, от химии – атом и химическую связь. Теперь кристаллографы расшифровывают кристаллические структуры, которые нужны всем естественникам.
|
 |
Участники Международной летней школы по симметрии, организованной проф. С.К.Филатовым и кафедрой в 1995 г. в СПбГУ, Петровский зал. Первый ряд – Сергей Кривовичев, Роберт Шувалов (слушатели); второй ряд – Татьяна Иванова, Игорь Касаткин (тьюторы); третий ряд – Ира Шахвердова (слушатель). |
|
– В чем суть работы Сергея?
– Мы создали что-то вроде обратной кристаллохимии. Вот смотрите: это одна из структур силикатов, из них в основном состоит земная кора. Строительный «кирпич» силикатов – тетраэдр: в центре кремний, и четыре атома кислорода – равномерно вокруг него. Заряд такого тетраэдра отрицательный. На этом строилась кристаллохимия силикатов в течение 80 лет. Так вот, оказалось, что есть и другие кристаллы, они также строятся из тетраэдров, но в центре – кислород, а по вершинам – атомы металла. Такие тетраэдры имеют положительный заряд. Их меньше, на них мало обращали внимания. Мы поискали в литературе и нашли уже 500 соединений с такими оксоцентрированными тетраэдрами. Стали создавать «обратную» по знаку заряда тетраэдрических ионов кристаллохимию. Оказалось, что новая кристаллохимия является расширением старой, включает в себя классическую кристаллохимию как частный случай. На ее создание можно было потратить те же 80 лет. Получилось быстрее, был уже опыт создания кристаллохимии силикатов и их аналогов, сказались и черты личности Сергея.
– Когда вы обратили на него внимание?
– Еще когда Сергей был студентом. Он выделялся. Нередко студент как поступает? Даешь ему задание и книжку, он знает, что курсовую нужно сдать через полгода, потому приходит через несколько месяцев уточнить тему работы и сказать, что книжку читает. А Сергей приходил через несколько дней с решением и приносил подборку новой литературы. Поэтому Сергей еще в студенческие годы многое успел. Если не на третьем, то на четвертом курсе он уже был ученым. Кстати, это не уникальный случай. 11-12 октября мы провели молодежную конференцию, посвященную 80-летию нашей кафедры (первой кафедры кристаллографии в университетах России). Выступили 20 аспирантов и студентов, Актовый зал Главного здания не показался слишком большим, а научный уровень докладов соответствовал аудитории (см. Вестник СПбГУ, 2005, Вып. 2).
Сергей Кривовичев великолепно образован: доктор наук в 29 лет, профессор в 31. Свободно владеет английским и американским английским. Еще студентом просматривал в Интернете англоязычную литературу, аспирантом стал писать только по-английски. Мне пришлось подналечь тогда на английский язык, чтобы читать его рукописи. Иногда я просил его перевести мои письма на английский. Однажды, продиктовав такое письмо по-русски, я сразу же получил от Сергея распечатку – это был английский текст письма. Поэтому новости по специальности из журналов всего мира он узнает своевременно, в основном через Интернет. Хочется сказать добрые слова в адрес Санкт-Петербургского Общества естествоиспытателей. В начале 95-го Общество премировало Сергея компьютером за победу в конкурсе дипломных работ. С того времени Сергей, можно сказать, «вслепую» играет на компьютерах. Ведь что значит описать 500 соединений с позиций новой кристаллохимии? Каждое такое соединение нужно было выявить, найти для него в литературе координаты атомов, ввести их, построить множество изображений, выбрать лучшее, для этого изображения найти наиболее выразительный ракурс и, наконец, описать структуру и найти ее место среди тысяч известных структур. Затем последовали 500 структур сульфатов. И сотня собственных структур. Проделав все это, Сергей стал профессионалом.
Если подытожить, то Сергей свел к минимуму затраты времени на техническую работу (владение компьютером, вычислительными программами, рентгеновским дифрактометром, перевод с английского и на английский и т.п.). Он освоил громадный банк данных по кристаллическим структурам, развил пространственное воображение и навык видения структур. Тем самым он создал себе условия для творческой работы. Работает он чаще то в Штатах, то в Европе, корректен, жизнерадостен, легко общается там с коллегами, дает им послушать наши песни, которые почему-то называются «Любимые песни Чапаева», широко принимает коллег здесь, у себя. Медаль и премия Ж.И. Алферова – его недавняя награда, но не единственная. Кроме того, были медаль и премия Академии наук РФ в области наук о Земле, медаль Европейского минералогического общества, медаль Российского минералогического общества (все награды для молодых ученых). Почетной была годичная поездка в Германию в качестве стипендиата Фонда им. А.Гумбольдта.
В 1994 году мы заманили сюда Фридриха Либау, профессора из г. Киля (Германия), ведущего специалиста по кристаллохимии силикатов, автора книги «Структурная химия силикатов», которая для силикатчиков всего мира является настольной. В начале июня Сергей защитил дипломную работу, а 19-21 июня мы проводили международную конференцию, на которую и пригласили Фридриха Либау. Я сделал все для того, чтобы он сюда приехал – чтобы показать ему дипломную работу Сергея Кривовичева. Либау взял эту стандартную папку для дипломных работ, а наутро попросил содержимое папки в качестве отдельной главы для следующего издания своей книги. Это было высокой честью для нас, хотя в конце концов мы опубликовали собственную книжку, она вышла в 2001 году в Издательстве СПбГУ. А профессор Либау стал нашим другом, часто рецензирует наши статьи, считает Сергея самым перспективным кристаллохимиком России, отзывы знаменитого профессора способствуют победам молодого ученого в различных конкурсах. И таких друзей у Сергея много в Европе, США, Канаде.
|
 |
Сергей и его семья. (Фото из семейного архива.) |
|
С тех пор мы несколько раз встречались с профессором Ф. Либау на конференциях. Недавно я был его гостем в Киле. Мы как всегда говорили об общем ученике, отметили, что Сергей стал лидером, после него и по его рекомендации за рубежом работали Роберт Шувалов, Евгений Назарчук и другие сотрудники кафедры. Отметили, что в науке добиваются успехов лаборатории, кафедры, институты. Сергею пора возглавить кафедру, чтобы под его руководством работала группа сотрудников. Можно работать и здесь, и там, и в России, и за рубежом (как все мы пытаемся это делать), важно быть еще и организатором науки.
– А что, Сергей возражает?
– Пожалуй, нет. Раньше он говорил: «Сначала заработаю на пятикомнатную квартиру…» И его можно понять: у Сергея пятеро детей (от десятилетнего Вани до трехлетнего Алеши), жена Ира тоже окончила наш факультет, но сидит с детьми, а Сергей содержит всю свою огромную семью. Надеюсь, Сергей не обидится на меня, если я выдам некоторые его тайны. Здесь семья Кривовичевых «плотно упакована» (есть в нашей науке понятие «плотнейшая упаковка» атомов) в полуподвальном помещении в 62 кв. метра. А в Штатах семья жила в коттедже, американцы довели зарплату Сергея до профессорской (правда, эти деньги в основном там и остаются). Сергей работал в Университете г. Нотр Дам у профессора Питера Бернса, занимался проблемой захоронения радиоактивных отходов.
– Как связаны кристаллография и радиоактивные отходы?
– Кристаллическая структура – лучшая «могила» для них. Любой, самый прочный саркофаг может растрескаться от разогрева через полвека – и грунтовые воды будут вымывать радиоактивные отходы, заносить их в почву, а оттуда с плодами – в нашу пищу. А вот если радиоактивный атом урана поместить в кристаллическую структуру, то он там будет прочно связан сотни и тысячи лет. И никакая вода его не вымоет. Захоронение радиоактивных отходов – проблема номер один в мире, если мы хотим жить. Профессор Питер Бернс является председателем с американской стороны Международной российско-американской комиссии по захоронению радиоактивных отходов. Сергей нашел его по публикациям в научных журналах и стал работать под его руководством. Но США – это слишком далеко от России для такого большого семейства. Они не могут ездить сюда и их там сложно навещать. Кроме того, Ира знает немецкий. Поэтому они стали больше тяготеть к Европе.
– Но совсем покинуть Россию он не хочет?
– Нет, Сергей и Ира православные люди, их дом здесь. Но временно выезжать за границу сейчас нужно, там хорошая аппаратура, у нас еще долго такой не будет. Наши кафедральные (тоже западного производства и единственные в СПб) монокристальные дифрактометры измеряют интенсивность в точке, а современный CCD-детектор для рентгеноструктурного анализа снимает измерения сразу на целой поверхности, в тысячах точек – но такой прибор стоит 120 тыс. долларов. Например, работая в Штатах на таком приборе, Сергей расшифровал сотню кристаллических структур за год. А однажды вернулся оттуда чуть живой – расшифровал 40 структур за три недели. Устал, но сделал столько, сколько мы, на наших приборах, делали бы годами. Даже западники, по-моему, так не работают, с такой самоотдачей.
– И какой выход из ситуации вы видите?
– Структурные исследования нужны не только геологам, не только кристаллографам. В нашем университете они необходимы химикам, физикам, механикам, биологам, медикам. Поэтому разумно объединиться и создать в университете единый Центр рентгеноструктурных исследований. Профессор Сергей Кривовичев мог бы его возглавить. Он получит и миллионные гранты, и международные проекты. Он известен в научном мире: Сергей является одним из редакторов журнала Canadian Mineralogist, он соавтор (первый из России) многотомника Американского минералогического общества по тому «Сульфаты». Его достоинства: владение современным рентгеноструктурным анализом, максимальное знание структур, кругозор в области естественных наук, научные контакты и молодость.
Кристаллическая структура – это фундамент естественнонаучных знаний. Еще в 1913 году Лоренс и Герберт Брэгги расшифровали структуру алмаза, и до сих пор она осталась неизменной, хотя десятки раз ее уточняли. Или другой пример: хорошо известны глюкоза и манноза, они состоят из одних и тех же атомов, а различаются лишь тем, что две связи – Н и ОН – меняются местами. Но бета-глюкоза является для нас эталоном сладкого вкуса, а бета-манноза – горького.
Этот Центр структурных исследований можно оснастить современными приборами для рентгеноструктурного анализа. На них могут работать разные ученые – кристаллографы, химики, физики (например, изучая природу нелинейно-оптических эффектов на атомном уровне), биологи (расшифровывая структуры белков), медики (определяя кристаллическое и молекулярное строение лекарственных препаратов). Интеллектуальная база Петербургского университета позволяет это сделать.
Создать такой центр в нашем городе – значит продолжить дело наших земляков Д.И.Менделеева – автора Периодического закона химических элементов, Е.С.Федорова – автора 230-ти пространственных групп симметрии кристаллов, создателя современного учения о кристаллическом строении вещества, и многих других.
…Выступая с алферовской лекцией после вручения ему медали и премии, Сергей Кривовичев удивил даже своего научного руководителя. Он рассказывал о своих исследованиях в области конструирования нанотрубок. Например, если взять атомный слой графита (такой слой прочнее алмаза) и свернуть его в трубку, а трубки переплести между собой, то такая структура будет крепкой, как металл, и сверхлегкой. Это перспективный материал будущего. Новое увлечение Сергея наноматериалами опять оказалось на острие науки. 
Беседовал Евгений Голубев
|
