Физика плазмы – одна из самых впечатляющих визитных карточек белорусской науки. С советских времен, когда это направление вместе с лазерными технологиями стало приоритетным, изучением четвертого состояния вещества занимаются 16 научных организаций во всех регионах Беларуси, а результаты проводимых исследований высоко ценятся в научном мире. Вот почему и представительные международные конференции «Физика плазмы и плазменные технологии» по традиции регулярно проводятся в Институте физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси. Очередной из таких форумов, в работе которого участвовало более 200 ученых из 12 стран, прошел в Минске.
— При обилии в республике исследовательских центров, фокусирующих внимание на этой области физики, они не дублируют друг друга, — говорит председатель белорусского оргкомитета международной конференции, заведующий лабораторией физики плазменных ускорителей Института физики НАНБ доктор физико-математических наук Валентин Асташинский. — Ведь плазменные технологии касаются буквально всех сторон человеческой деятельности, и исследовательской работы хватает всем. Например, в нашем институте совместно с учеными Белорусского государственного университета и Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники впервые в мире с помощью плазмы на пластинах кремния получены объемные наноструктуры с фантастически большим соотношением диаметра и длины – 100 нанометров на 500 микрон. Это открывает путь к созданию элементной базы микроэлектроники нового поколения. Своя специализация есть у Гродненского государственного университета – разработка методов оптической диагностики плазмы. Полоцкий государственный университет занимается плазменными источниками электронов, то есть устройствами для сварки электронным пучком, и успешно внедряет эти процессы на Минском тракторном заводе. Институт тепло- и массообмена НАНБ известен исследованиями плазменных процессов, которые протекают при вхождении в атмосферу космических аппаратов, и испытаниями эффективных тепловых экранов для их защиты. В институтах НАНБ и вузах ведутся также исследования в области машиностроения, металлургии, плазмохимии, энергетики, здравоохранения, экологии.
У нас никто специально не считал, насколько уровень развития плазменных технологий определяет конкурентоспособность экономики. Но в Германии, например, посчитали, и оказалось, что по состоянию на 2001 год научные разработки в этой области обеспечивали там 10 процентов экономического роста, то есть 45 миллиардов евро. Как видим, заниматься плазменными технологиями перспективно и выгодно, но, увы, белорусским ученым зачастую приходится тратить много сил, чтобы доказать очевидные вещи производственникам.
Прозвучавший пример с внедрением на МТЗ разработки ученых из Полоцка, скорее, редкое исключение из правила, так как создатели тракторов были просто прижаты к стенке необходимостью использовать именно этот технологический процесс. В других же случаях попытки науки прорваться на производство чаще заканчиваются ничем. Например, тот же Институт физики уже не раз предлагал отечественной микроэлектронной промышленности плазменные технологии создания уникальных наноструктурированных металлических покрытий кремниевых пластин, но внятного ответа так и не получил. А вот японцы ими очень заинтересовались, высказали намерение изготовить по белорусской технологии транзистор нового поколения и делают нашим физикам интересные предложения. Пока ученые продавать технологию за рубеж не собираются, так как прекрасно понимают, что использование ее здесь принесет несравнимо больше выгоды. Но вечно продолжаться так не может. В конце концов, японцы или кто другой со временем и сами могут дойти до этих идей.
Похожая ситуация складывается и в области разрабатываемого в Институте физики НАНБ совместно с БГУ и БГУИР нового научного направления – поверхностной плазменной металлургии. Мгновенная обработка металла на созданном в Институте физики плазменном ускорителе, который не имеет аналогов в мире, позволяет легировать поверхностный слой дешевого металла и увеличивать его микротвердость в 5–6 раз, а допустимую температуру, при которой он сохраняет свои свойства, – до 700 градусов. Замена дорогой стали на дешевую, а также фантастически низкая энергоемкость процесса дают возможность машиностроителям получить огромную прибыль. Они это прекрасно понимают и высоко оценили результаты демонстрационных испытаний новинки, проведенных недавно на одном из минских предприятий. Ведь как не восхититься, если режущий инструмент с модифицированной поверхностью у вас на глазах обработал 216 деталей, а обычный – только 30? Но при этом присутствующие на испытаниях руководители предприятий открыто говорили, что с удовольствием могут покупать у института такое оборудование или обработанные на ускорителе детали. Однако вкладывать деньги в научные исследования и создание промышленных образцов не собираются. А откуда у физиков производственные мощности?
Впрочем, трудное внедрение новинок – вопрос болезненный, в большей степени наш собственный, и на фоне фундаментальных научных проблем, обсуждаемых на международной конференции, выглядит даже разговором не по существу. Но ученые очень хотят, чтобы этот призыв был услышан, и очень надеются, что условия для использования на практике рисковых научных разработок будут созданы благодаря готовящемуся закону о венчурных предприятиях.
— Каждую конференцию по физике плазмы мы сполна используем для пропаганды отечественных разработок, установления более тесных связей с коллегами из-за рубежа, — говорит Валентин Асташинский. – Сегодня только одна лаборатория физики плазменных ускорителей Института физики реализует два проекта совместно с Россией и по одному с Украиной, Казахстаном и Молдовой. Из стран дальнего зарубежья очень тесное сотрудничество установилось с Сербией. В частности, Белградский университет, где работают ученые, долго практиковавшиеся в лучших исследовательских центрах США и Евросоюза, а потому знающие, что почем в науке, выбрал для проведения экспериментов в области физики плазмы созданные у нас ускорители. По нашей лицензии и с нашей помощью сербы построили четыре такие установки у себя, и теперь мы выполняем многие проекты совместно. Кстати, о том, какое значение этому сотрудничеству придают в Белграде, говорит тот факт, что до недавнего времени в Сербии было принято каждые пять лет объявлять один научный проект государственным и финансировать его из бюджета, по возможности максимально щедро. Так вот, наш совместный проект как раз и был отнесен к числу избранных, что, безусловно, очень приятно, учитывая, как высоко оценен его уровень и значимость для страны.
