Юрій Гогоці. Професор наноматеріалів і науковий Еверест

Світ, у якому працює найцитованіший у світі вчений українського походження Юрій Гогоці, для більшості людей непомітний, бо інколи в десять тисяч разів менший за діаметр волосини.

І водночас це світ матеріалів, з яким кожен щодня має справу, торкаючись, приміром, екрану смартфона.

[L]Якщо глянути на розфарбовану фотографію цього світу, може здатися, що це червоні скелі Арізони. Хоча насправді це максени (MXenes) ‒ сімейство наноматеріалів, яке відкрила група вчених під керівництвом Юрія Гогоці.

Максени дуже тонкі і мають багато унікальних властивостей, які ще чекають на застосування.

З них можна зробити прозоре покриття для нового покоління смартфонів або акумулятор, який заряджатиметься за секунди і так само швидко віддаватиме потужний заряд.

Зараз значна частина життя вченого ‒ це міжнародні польоти з США по всьому світу, лекції, відкриття лабораторій, редагування наукового журналу ACS Nano (18-того в рейтингу Google Scolar серед тисяч). І щонайменше дві статті щороку для найвпливовіших наукових журналів світу Nature і Science.

Для цього всього зараз йому потрібно 16 годин роботи щодня, 6-7 днів на тиждень.

Для спецпроекту "Української правди. Життя" та науково-популярної конференції Brain&Ukraine Юрій Гогоці розповів, як дитяче захоплення привело до наукового Евересту, що не так з наукою в Україні і що з цим можна зробити.

$1,5 МЛН НА ДОСЛІДЖЕННЯ

"Навряд чи США дасть гроші, щоб професор Гогоці відкривав нові матеріали для свого задоволення", ‒ жартує вчений, акцентуючи: наука – це дорого і важливо. 

Його команда (близько 40 людей з 11 країн, яка працює в університеті Дрекселя, Філадельфія, США) щороку отримує $1,5 млн на дослідження.

До США вчений прибув близько двадцяти років тому, після роботи науковим співробітником у Німеччині, Норвегії та Японії.

До США вчений прибув близько двадцяти років тому, після роботи науковим співробітником у Німеччині, Норвегії та Японії

В Чикаго, на початку свого першого професорства, Гогоці мав відчуття, що кожен експеримент може зробити краще за студентів. Тоді досвідчені колеги переконали: він повинен працювати над отриманням коштів для досліджень, писати заявки на проекти, наукові статті й керувати. І дати врешті аспірантам робити власні помилки і на них вчитись.

"Звісно, двадцять років потому мої аспіранти можуть зробити експерименти краще за мене, ‒ каже Юрій. ‒ Моє завдання ‒ генерувати ідеї, давати напрям й обговорювати результати.

Кожен повинен займатися тим, що він вміє робити краще за інших. А я можу писати наукові статті краще, ніж більшість людей".

НАТРІЙ У КАЛЮЖАХ

У дитинстві, коли у київській школі почалась хімія, майбутньому хіміку Гогоці не вистачило підручника. Але предмет одразу став улюбленим, все сказане вчителькою ‒ легко запам’ятовувалось, руки кидали натрій у калюжі і унітази, натрій бігав поверхнею і горів. Було цікаво й весело.

Батько Юрія, науковець, такі досліди не засуджував і, поспостерігавши, відвів малого експериментатора до Палацу піонерів на хімічний гурток. Через кілька років Гогоці, запевняє, знав хімію краще за вчительку, а серед однокласників це додавало авторитету.

Батько Юрія досліди сина не засуджував і відвів малого експериментатора до Палацу піонерів на хімічний гурток

Згодом, ще у школі, був перший проект із виготовлення матеріалу при високих температурах: порошок руди плюс порошок алюмінію, все горить і ось ‒ маємо новий метал.

"І так майже все життя я займаюсь чимось схожим", ‒ пояснює тепер вчений.

Головними мотиваторами у навчанні були цікавість і керівник гуртка Сергій Михаловський, який зараз професорує в університеті Брайтона. А все тому, що заняття були "не як у школі". Заняття були пригодами, а ігри ‒ хімічними: відгадай, що розчиняється в толуолі, горить і має ось такі властивості?..

"Ми грали, брали участь в олімпіадах, робили й розробляли експерименти. Це було цікаво!", ‒ пригадує Гогоці.

Коли на випускний Юрій приніс вино у пробірках і колбах, однокласники визнали, що він справжній хімік.

SCIENCE. NATURE. ЕВЕРЕСТ

Коли йдеться про роботу з наноматеріалами, у мові Юрія Гогоці з’являється чимало дієслів: "створюємо", "розробляємо", "винаходимо", "відкриваємо", "модифікуємо".

"Чим прекрасна наука? ‒ запитує сам. ‒ Ми весь час робимо щось нове. Кожна річ, яку ми створюємо, – це те, чого до нас ніхто не знав. Комбінація атомів, яка стане новим матеріалом з новими властивостями. Часто несподіваними. Тому це дуже цікаво".

Але окрім наноматеріалів, з іменем Юрій Гогоці міцно тримаються слова "найцитованіший український вчений". Публікації у найвідоміших наукових журналах Science і Nature сам він порівнює зі сходженням на Еверест: люди вже там були і він був, але щоразу досягнути вершини ‒ це перемога.

Окрім наноматеріалів, з іменем Юрій Гогоці міцно тримаються слова "найцитованіший український вчений"

"А цитованість ‒ це просто оцінка, ‒ пояснює. ‒ Коли нашу роботу цитують декілька тисяч разів, я розумію: те, що ми зробили, повністю змінило якусь галузь науки. Це приносить моральне задоволення.

У науці не можна бути найкращим із матеріалознавства в Києві чи Дрекселі. У науці ти робиш лише те, що ніхто до тебе не зробив, або йдеш по чиїхось стопах. Ми весь час намагаємось бути попереду. Звідси високий рівень цитування".

Але за останні роки у вченого з’явилось бажання не тільки бачити опубліковані статті, а й спостерігати, як його роботу застосовують: 

"Щоб міг сказати своїм дітям: "Бачите оцей автомобіль? У ньому акумулятор із матеріалу, який ми розробили" або "На кожному телефоні тепер електромагнітний захист із нашого матеріалу".

ХІМІК-ФІЛОСОФ

Як і більшість колег із гуртка, Юрій подався вступати на хімічний факультет Київського Національного Університету.

Але його не взяли.

Завинив тест на зір. Хімік має знати, який розчин червоний, а який синій. І на цьому рівні проблем не було, але відрізнити на малюнках кольори крапок серед інших Юрій не міг через дальтонізм.

У підсумку знайшов книжечку з тестом і почав вчити напам’ять, де ховається "7", а де "А".

Тим часом батько, який знав цікавість сина до високих температур, повів його в Київського Політехнічного Інституту на кафедру порошкової металургії та високотемпературних матеріалів.

Батько, який знав цікавість сина до високих температур, повів його в Київського Політехнічного Інституту на кафедру порошкової металургії та високотемпературних матеріалів

Хоча книжку Юрій таки вивчив, але документи подав до КПІ, де тесту на зір не проводили.

Хімія трималася центру життя студента, але наприкінці навчання її ледь не потіснила філософія. Юрій читав Ніцше й чимало всього забороненого ("Книжки були, можна було щось знайти"), тож одна з викладачок запропонувала йти до аспірантури вивчати не матеріали, а філософію.

"Вона була не крайньою комуністкою, а розумною жінкою. Навіть в аудиторіях казала, що ми будуємо комунізм, але невідомо, чи хтось із нас коли-небудь при тому комунізмі буде жити", ‒ пригадує вчений.

Але в аспірантурі дозволена була тільки марксистсько-ленінська філософія. Юрій вирішив, що краще залишиться в технічних науках.

"А так, може, вийшов би з мене філософ", ‒ сміється.

На іспиті з філософії читав вірш Брюсова:

Быть может эти электроны ‒

Миры, где пять материков,

Искусство, знанья, войны, троны

И память сорока веков…

"Досі пам’ятаю! ‒  захоплюється. ‒ Це було написано на початку ХХ століття, коли стало відомо, що електрони крутяться навколо ядра так само, як планети навколо сонця".

Пишучи дисертацію, Юрій Гогоці заглибився в хімію матеріалів: "Так склалася любов на все життя".

ШВИДКИЙ ЗАРЯД

У теперішніх літій-іонних акумуляторах іони пересуваються, наче люди в годину пік у вагоні метро: від одних до інших дверей. Це займає багато часу. (Тому акумулятори заряджаються довго.)

Але якщо люди добре організовані й між ними є прохід – до виходу можна швидко пробігти.

Саме така структура двовимірних максенів, з яких потенційно, сподівається вчений, можна буде зробити акумулятори, які заряджаються дуже швидко.

Цей плакат описує спільний дослідницький проект групи доктора Юрій Гогоці та науковців Haute Technology Laboratory Shima Seiki, щодо енергозберігаючого одягу майбутнього. Схема nano.materials.drexel.edu

"Чому важливі наноматеріали? Раніше люди брали шмат каменя й висікали з нього інструмент, згодом навчились виплавляти матеріал і робити інструменти з металу.

Зараз наночастини є блоками для створення нових приладів і матеріалів. Люди не знають, що бампер у машини пластиковий, а не металевий, бо у ньому є двовимірні наночастинки, які зробили його набагато міцнішим.

Ніхто не міг уявити двадцять років тому, що скло ‒ такий крихкий матеріал ‒ буде екраном телефонів і зазвичай не розбиватиметься при падінні. Властивості матеріалів покращились. Ось так нанотехнології змінюють світ".

Ліцензію на застосування Максенів в Університету Дрекселя вже купила міжнародна компанія.

Вчений сподівається, що у найближчі два роки світ побачить продукцію з його максенами.

КОТЛЕТИ ВТРАЧАЮТЬ СМАК

Випускники радянських університетів працювали зазвичай "куди пошлють", тому Юрій Гогоці про майбутнє особливо не задумувався. Але все змінила конференція в НДР, яка познайомила молодого вченого з професором із Західної Німеччини.

"Є стипендія Гумбольдта, можете податись, я підтримаю", ‒ сказав тоді професор.

Почалась Перебудова, і крізь Залізну завісу повіяло теплом. Юрій став одним із перших стипендіатів від України.

Поміняв $30 готівкою (максимум, який тоді можна було) і поїхав до Німеччини. Збирався за рік повернутися.

"Але коли людина виїжджає і бачить, як можна жити в інших містах, все змінюється і дуже швидко, ‒ пояснює вчений. ‒ Після Німеччини я відчував, що вже не хочу їсти котлету з нашого інститутського буфету, якою до того смакував із задоволенням.

Не хочу просити дозволу керівника першого відділу, заступника директора і у головного бухгалтера, щоб відправити факс з Інституту.

Тоді я зрозумів, що робити цього не хочу і ніколи не буду. А потім розвалився Союз і наука різко пішла на спад. Багато років після того не було соціального замовлення на науку".

"Після Німеччини я відчував, що вже не хочу їсти котлету з нашого інститутського буфету, якою до того смакував із задоволенням", розповідає

Наукова Німеччина стала справжнім контрастом для Гогоці: там були всі потрібні знаряддя, до яких він не мав доступу в Києві, а головне – була можливість займатися наукою на передових рубежах.

Він міг спілкуватися з науковцями, чиї статті недавно читав. Співпрацювати. 

"Звісно, відмовитися від цього дуже важко. Особливо якщо все життя – це наука.

Я знав, що в Україні буду обмежений. Крім того, потрібне відчуття, що те, що ти робиш, комусь важливо. І на заході воно є. Тобі платять зарплату, на яку можна жити й займатися наукою.

А більшість колег у моєму інституті в 90-ті мали самі вирощувати картоплю на дачі, щоб якось вижити або працювати на інших роботах, щоб займатися наукою".

ВІДКРИТИ ДВЕРІ В СВІТ

Юрій Гогоці виступає з десятками лекцій по всьому світу, створює лабораторії.

Зараз, наприклад, в Китаї. Бо є інтерес. Але у його робочих маршрутах рідко трапляється Україна. Каже, не запрошують, хоча сам він пропонував. Безкоштовно.

Він спостерігає за змінами в науковому середовищі країни. І поки вважає їх повільними й не найкращими:

"Наука не перебудувалась. Фінансова підтримка потрібна не тим, хто просидів більшу кількість років у лабораторії, не тим, хто приходить кожен день прочитати книжку чи зв’язати шапочку, а людям, які здатні, хочуть і можуть займатися наукою".

Юрій Гогоці виступає з десятками лекцій по всьому світу, створює лабораторії. Зараз, наприклад, в Китаї (на фото World Science Festival 2017). Бо є інтерес. Світлина mrc.org.ua

Колись Юрій запитував німецького професора, як часто той публікує статті німецькою.

"Ніколи, ‒ відповідав той. ‒ Якщо ми зробили хорошу наукову роботу – ми опублікуємо її англійською. Якщо робота погана – нащо її взагалі публікувати?"

У Китаї за кожну публікацію у визнаному міжнародному журналі дають гроші. Для Science і Nature це декілька місячних зарплат. Публікація в таких журналах потребує більше зусиль, а крім того важливо, щоб світ дізнався про нову ідею. Щоб вона мала вплив.

В Україні ж, зауважує Юрій Гогоці, після Незалежності й досі є чимало журналів, які публікують наукові статті українською.

[L]Щоб змінити систему, розмірковує вчений, потрібно дати молоді можливість їздити світом. Тоді з’являться історії про те, яка цікава наука, коли її високо ставлять. Навіть якщо повернеться невелика кількість ‒ це допоможе перебудувати систему.

"Вони знатимуть, як влаштована наука у світі, ‒ переконаний учений. ‒ У США кожен може піти в аспірантуру в технічній науці й навчатися не лише безкоштовно, а й отримувати $2-2,5 тис. на місяць. Стипендію.

Ми отримуємо колосальну кількість заявок від китайських й індійських студентів. Але не від українських. Підозрюю, що більшість не знає про таку можливість.

Водночас Україні не можна казати, що ми зараз будемо вирощувати картоплю, воювати з Росією, а наука потім. Тому що без сучасних технологій процвітаючої країни не буде. За рахунок чисто аграрної і низькотехнологічної промисловості жодна країна добре жити не може.

Ніяких великих ресурсів, як-от нафта, алмази або золото, у нас нема. Те, що Україна змогла б продавати,– це хороша освіта, багато добре підготовлених інженерів, які підніматимуть високотехнологічну промисловість і приноситимуть фінансування в Україну".

Наостанок, Юрій Гогоці звертає увагу: не існує української, російської чи американської науки. Наука завжди світова. Це передня межа знань людства, до якої кожен докладає свою цеглинку. І так виходить стіна.

Надія Швадчак, журналіст, спеціально для УП.Життя