Сделано впервые

Она 12 лет работала в Институте Макса Планка и Гарварде у ведущих мировых ученых. Но 1,5 года назад она переехала жить в Санкт-Петербург, чтобы работать и преподавать в международном научном центре SCAMT Университета ИТМО, выиграла грант Президентской программы исследовательских проектов РНФ и сейчас делает вещи, которые не умеют делать другие. Екатерина Скорб уверена, что через несколько лет Россия будет первой в области нелинейной химии и создании умных биологических полимеров, а разработки молодых химиков – вчерашних магистров – можно будет купить в ближайшей аптеке.

– У меня остались очень хорошие связи со всеми зарубежными коллегами, и все они понимают, что химическая школа в России уникальна, – говорит Екатерина. – Почему? Потому что она подразумевает и математическое образование, что позволяет работать на стыке наук и делать вещи, которых никто прежде не делал.

О науке

Российские ученые внесли значительный вклад в исследования нелинейных химических процессов в конце прошлого века, в том числе математически описали происходящие на молекулярном уровне взаимодействия, что является непростой задачей. Но сейчас направление переходит на новый, более высокий уровень: ученые могут одновременно запускать сети химических реакций, воздействовать на них и в режиме реального времени смотреть, как они реагируют и влияют друг на друга. Как и многое в природе, эти системы стремятся к самонастраиваемости. Исследователь же подстраивает систему под ту функцию, которую она должна выполнять. Например, если нужно защитить от бактерий, ваше покрытие чувствует присутствие бактерий и, соответственно, избавляется от них.

Команда Екатерины Скорб изменяет систему при помощи света. В результате рождаются искусственные химические клетки, автономные способы записи информации за счет самоорганизации химических молекул и наночастиц во времени, материалы для персональной распределенной энергетики и диагностики, например, самозалечивающиеся покрытия, самовосстанавливающиеся имплантаты и многие другие разработки.

– Нам интересны нелинейные химические процессы, которые приводят к формированию нелинейных материалов, – говорит Екатерина. – Это значит, что мы всегда добавляем такое измерение, как время, и смотрим на изменения материалов или процессов во времени. При этом мы не пассивные наблюдатели, а люди, которые хотят регулировать процессы, поэтому мы часто смотрим, что же происходит в системе, например, при локальном облучении. Для изучения таких процессов мы применяем комплекс физико-химических методов, в том числе уникальных. Когда я ехала в Россию, то одна из вещей, которую я просила для старт-позиции, – это оборудование, позволяющее нам во времени и в пространстве избирательно мерить все ионные токи и градиент ионов, таких, как калий, натрий, кальций и магний. Почему это важно? Фактически мы можем настраивать их светом и делать искусственные ионные каналы, то есть программировать живые объекты.

Таким образом, петербургские исследователи создают принципиально новые методы работы с материалом, которые позволяют настраивать градиент pH (параметр, определяющий соотношение щелочей и кислот в растворе) и менять физико-химические свойства материалов. Разработка таких оптических сенсоров просто необходима для диагностики и лечения пациентов, поскольку его можно доставлять до нужных клеток или тканей и активировать светом определенной длины волны, чтобы решать поставленные задачи.

По словам Скорб, зарубежные лаборатории занимаются схожими исследованиями, но российские ученые используют несколько другие подходы.

– Есть исследователи, которые, как принято говорить, находятся в поисках химических компьютера или создания искусственного мозга, но их работа не сильно двигается, потому что нет комплексного подхода, – считает Екатерина. – У нас есть уникальная возможность работать на стыке наук, потому что в России есть сильные химики, которые знают математику, а скоро будут хорошо знать и биологию. Мы сами растим таких специалистов в лаборатории SCAMT. Когда я приехала в ИТМО, мы сразу запустили магистерскую программу, чтобы за два года объяснить ребятам вещи, которые мы считаем важными и нужными. В SCAMTе у нас работает десять групп, у каждого своя тематика, у меня – это такая живая химическая математика. В принципе, можно действительно сказать, что мы связываем нелинейную динамику химии с жизнью. И делаем это «искусственно», – говорит ученая с такой интонацией, будто до сих пор не может поверить, что все это происходит с ней.

Об образовании

Магистрант Скорб Семен Кольцов сейчас находится в Гарварде, Анна Никитина, тоже магистрант, только вернулась из Института Макса Планка. Оба – стипендиаты программы Владимира Потанина. Аспирант Николай Рыжков получил трехмесячную стипендию по программе мобильности молодых ученых «Остроградский» и сейчас стажируется в Страсбурге. Екатерина не боится отпускать своих сотрудников на длительные стажировки, потому что молодых ученых, особенно если они магистранты, больше ценят в России. В группе Екатерины Скорб, как и во всем SCAMTe, магистры – основная рабочая сила. В большинстве стран такими считаются только аспиранты и постдоки.

Команда Екатерины – это 15 человек: один постдок, один кандидат наук, два аспиранта, остальные – магистры. Большая часть образовательных курсов нацелена на их совершенствование как специалистов в междисциплинарных областях. Обучение начинается с освоения физико-химических методов, когда они сами учатся работать руками, после – микробиологические методы, когда они все делают сами и имеют доступ ко всем ресурсам лаборатории. Наконец, студенты учатся писать статьи и заявки на гранты. Через полгода магистры работают уже автономно и самостоятельно генерируют идеи, а через год у них выходят публикации в приличных журналах.

– Мы воспринимаем магистров как полноценных ученых. Если я задаю им вопросы, то в большинстве случаев это не потому, что я хочу проверить, что они знают, а потому, что я сама не знаю ответы на эти вопросы. Мы учим их понимать, что в науке надо отвечать на сложные вопросы, на которые сразу не всегда понятно, как можно ответить, – поясняет Екатерина.

О коммерциализации

Сотрудникам Екатерины интересно заниматься фундаментальными исследованиями, но при этом двигаться в сторону их возможной коммерциализации. Два человека из команды ведут проекты, которые, по словам их руководителя, позволят нам в какой-то момент прийти в аптеку и купить нужные сенсоры для медицинской диагностики. Сейчас идут переговоры с потенциальными инвесторами, заинтересованными во внедрении продукта на рынок.

Другое перспективное для внедрения направление – самособирающиеся имплантаты глаза. Сейчас для восстановления зрения в глазное яблоко слабовидящих людей имплантируют систему электродов, а на них наносят покрытие, которое со временем разрушается. Исследователи под руководством Скорб уже разработали стратегии и подходы для сборки микроэлектродов и высокочувствительных элементов новым методом и пытаются создать такие устройства.

– Мне кажется, что в России есть возможность очень быстро выводить такие проекты на рынок, потому что, по сути, вы не зацикливаетесь на поиске зарубежного аналога своей системы, ведь вы по-другому подходите к продукту, – говорит Екатерина Скорб.

Тем не менее, Екатерина уверена, что, несмотря на необходимость практического приложения своих разработок, в науке должен, в первую очередь, остаться тот, кто без нее не может, потому что наука не может быть только работой. Это всегда и хобби.

– Наука для меня – это работа и хобби. Когда это работа, то я беру на себя ответственность и осознаю, что делаю ее на выделенные мне средства, что у меня есть сотрудники, которые тоже вовлечены в это дело, я пишу статьи и отчеты. Но если ты действительно хочешь остаться в науке, то ты ни на минуту не перестаешь думать, а правильно ли ты задаешь вопросы, в правильном ли направлении двигаешься. Ты всегда сомневаешься. Так что у нас все приходят в аспирантуру, но остается в аспирантуре тот, кто действительно хочет либо пойти в науку, либо работать с индустриальными проектами и создать свой стартап.

О грантах

– К моей большой радости в России сейчас все хорошо с грантовым финансированием науки. Мы сталкиваемся с отказами по заявкам на гранты, но нам есть, куда их подавать, и, к счастью, есть положительные ответы, – отмечает Екатерина.

Ее сотрудники получают стипендии и выигрывают гранты, тем самым, они берут на себя ответственность за проект и должны будут отчитаться по нему, что, по мнению Скорб, способствует их быстрому профессиональному росту. Сама Екатерина говорит, что на отчет РНФ она потратила весь год: год – чтобы получить результаты и день – чтобы оформить их в отчет.

– РНФ – уникальный в этом отношении фонд с минимальной бюрократией. Если у вас есть научные результаты по проекту, есть хорошие статьи, писать отчет несложно, – говорит ученый.

О досуге

Впервые за последние десять лет Екатерина живет со своей семьей в одном городе. Условия, которые созданы в России для исследователей, позволили ее семье переехать в Петербург. В свободное от работы время она участвует в научно-популярных мероприятиях, поскольку считает важным рассказывать общественности о науке, любит музыку и искусство.

– Я люблю оперу, а в Петербурге – лучшая опера в мире, и раз в две недели можно позволить себе удовольствие в течение четырех часов слушать теноров. И параллельно думать о работе, – добавляет Екатерина, лукаво улыбаясь.

История взята из книги РНФ «Я ученый!»: http://www.rscf.ru/ru/node/rnf-prezentoval-sbornik-istoriy-o-rossiyskikh-uchenykh