Сияй, наноалмаз!

«Сейчас мы работаем с алмазами. Это один из хороших образцов, но самые красивые я отдал на анализ…» – Кирилл Болдырев, старший научный сотрудник лаборатории фурье-спектроскопии ИСАНа, светит в темноте синим лучом на чёрный кругляш. Его середина чуть желтеет. То, что глазу видно как оттенок оранжевого, на графике – пик люминесценции на длине волны 602 нанометра. Он связан с примесью в алмазе другого элемента, германия.

Разумный симбиоз

«Впервые о странной люминесценции алмазов, которую связали с германием, сообщили японцы в августе прошлого года, – рассказывает Кирилл. – Мы пошли по их стопам, подтвердили, что источник – германий, и стали исследовать не объёмные кристаллы, а наночастицы. Создание наноалмазов – уникальная методика, разработанная в ИФВД». Инициатива принадлежала ведущему научному сотруднику Института физики высоких давлений Евгению Екимову. «Мы, фактически, дополняем друг друга. Они создают новые материалы, мы их исследуем. Получается удачный симбиоз», – говорит Кирилл.

В ИСАНе исследуют нанокристаллы, помещая их в магнитное поле и охлаждая почти до абсолютного нуля, а в ИФВД экспериментируют с их синтезом. К примеру, в алмаз помещаются различные изотопы германия, вместе с атомной массой меняется и частота излучения, и, анализируя эту зависимость, можно объяснить явление люминесценции, доказать, что оно связано именно с германием или, как говорят сами физики, оптическим центром германий-вакансия. «Мы также установили, что яркость свечения – на порядок выше, чем у других известных оптических центров в алмазе, пригодных для практических применений», – добавляет Болдырев.

Две стороны медали

Эти оптические центры интересны для многих задач: от источников одиночных фотонов для квантовых компьютеров до биомаркеров в медицине. «Алмаз – это, по сути, углерод, поэтому он менее токсичен, чем другие наночастицы, – объясняет Кирилл. – В связи с этим можно вживлять наноалмазы в клетки и наблюдать их жизнедеятельность. Или прицеплять наночастицу алмаза к вирусам, что позволит смотреть вживую, как они атакуют клетку, где находят брешь в защите. Это всё поможет выработать новые способы защиты организма и лекарства, в частности от рака».

Пока физики только открыли материал и изучают его свойства, эксперименты на живых объектах – в будущем.

«Получение материала и его исследование – две стороны одной медали. Известно, что Новосёлов и Гейм получили Нобелевскую премию не за создание графена, а за изучение его свойств. Предложить возможные применения нового материала, довести до практических результатов – очень достойная задача», – говорит Кирилл. Но, видя перспективы применения, он не планирует переходить из учёных в инноваторы. «Мы в первую очередь физики. Нас интересует всё яркое, неизведанное. А коммерция… мы оставляем это другим людям. Использовать потенциал учёных в коммерческих целях нерационально. Это всё равно что забивать микроскопом гвозди. Ведь мы можем ещё что-то открыть, дать новые идеи. А продвигать продукт, зарабатывать деньги – есть много других людей, которые с радостью за это возьмутся».

И днём, и ночью

Кирилл – учёный во втором поколении. Его отец, Николай Болдырев, работал в том же Институте. В шесть лет он собрал для сына компьютер, совместимый с ZX Spectrum, в восемь Кирилл начал программировать, а в 15 уже мог собрать и разобрать двигатель автомобиля. Закончил физматшколу, потом – МИФИ. Увлекается танцами, фотографией, театром. Исследования алмазов – только один из проектов, в котором участвует Болдырев. В прошлом году лаборатория «утёрла нос японцам», опровергнув их недостоверную интерпретацию эксперимента и открыв эффект линейного антиферромагнитного дихроизма. «Наталкиваешься на проблему, и её надо решить, понять, что, почему, зачем, как. Мы в лабораториях, бывает, ночуем… – признаётся Кирилл. – Конечно, каждый учёный мечтает оставить след в истории, открыть закон, который будет назван его именем. Но главный стимул – жажда познания. Она с детства есть у каждого, но кто-то её в себе глушит, кто-то направляет на другие вещи, а кто-то занимается научным поиском. И это невероятно увлекательный процесс!»

Владимир МИЛОВИДОВ,

фото автора