Магнетизм научных открытий

В феврале стали известны имена молодых ученых – победителей конкурса на право получения грантов Президента Российской Федерации. В их число вошли 19 кандидатов наук из различных институтов СО РАН, среди них и кандидат химических наук Артем Богомяков из Международного томографического центра с работой «Магнетохимическое исследование обменно-связанных систем на основе комплексов Cu(II), Ni(II), Co(II) и Mn(II) со стабильными радикалами».

– Артем, в чем заключается Ваша работа?

– В основном это изучение магнитных свойств комплексов переходных металлов со стабильными радикалами с целью поиска новых соединений, проявляющих различные магнитные аномалии. К таковым относится, как ни странно, ферромагнетизм – способность сохранять намагниченность в отсутствии внешнего магнитного поля. Все окружающие нас вещества взаимодействуют с магнитным полем, одни втягиваются в него (парамагнетики), другие наоборот – выталкиваются (диамагнетики). Но все же они реагируют на магнитное поле гораздо слабее, чем ферромагнетики. К последним относится ограниченное число металлов и металлических оксидов, но в последнее время стали появляться новые соединения с ферромагнитными свойствами.

– Насколько широк в России интерес к этой тематике?

– Новые вещества синтезируются практически ежедневно, и их магнитные свойства все чаще оказываются в центре внимания ученых. У нас в стране исследованиями молекулярного магнетизма занимаются научные коллективы в Новосибирске, Москве, Нижнем Новгороде, Ростове, Екатеринбурге и Иркутске, за рубежом магнетизмом интересуются достаточно активно. Кто-то занимается диамагнетиками, кто-то – сильномагнитными веществами. Нам, в первую очередь, интересны парамагнетики, в которых наблюдаются взаимодействия между магнитными моментами составляющих их атомов или молекул, необходимые для возникновения ферромагнетизма.

– О каких конкретно новых веществах идет речь?

– О соединениях на основе комплексов переходных металлов со стабильными органическими радикалами. Некоторые из них обладают необычным свойством: ниже определенной температуры переходят в ферромагнитное состояние. Это очень удобные объекты для исследований: заменяя ионы металла или органическую часть, можно увидеть как изменяются магнитные свойства и вывести закономерность их проявления.

– А как применить эти знания на практике?

– В отличие от чистых металлов ферромагнетики на основе комплексов переходных металлов с органическими радикалами обладают рядом специфических качеств. Например, они являются диэлектриками, то есть не проводят электрический ток. Кроме того, они легче, чем обычные магнитные материалы, и прозрачны. Благодаря этому можно искать какие-то другие области применения, где необходимо такое сочетание свойств.

– Что интересного, на Ваш взгляд, будет происходить в этой области исследований в ближайшее время?

– Сложно говорить о будущем и о перспективах. Всего 20 лет назад о мономолекулярных магнитах (Single Molecular Magnets) еще никто не слышал, а сейчас количество посвященных им публикаций перевалило за тысячу. Если открывается какое-то новое явление, оно очень быстро привлекает внимание, но угадать, чем оно обернется в ближайшем будущем, нельзя. Например, недавно были открыты так называемые дышащие кристаллы. При изменении температуры происходит изменение их структуры и объема. По аналогии с грудной клеткой человека, объем которой изменяется при вдохе и выдохе, кристаллы и получили такое название. Это структурное изменение, как выяснилось, сопровождается и изменением магнитных свойств.

– Чем Вас заинтересовали магнетохимические исследования?

– Можно сказать, ситуация так сложилась. Я писал диплом по органике, а в аспирантуре сменил специальность на физическую химию, защитил кандидатскую диссертацию. Магнетохимия привлекает меня малоисследованной пока связью структуры соединения и его магнитных свойств.

– Считается, что граница между науками становится все менее четкой и современный ученый должен владеть знаниями из разных областей…

– Безусловно, это так. Физик не может не использовать в работе матаппарат, потому что на основе математических преобразований можно получить новые данные или обработать те, что уже существуют. В химии – синтез синтезом, но вещество нужно выделить, доказать его строение и изучить его свойства, а, значит, не обойтись без физических методов. В магнетохимии приходится пользоваться знаниями не только из химии, но также из математики и физики.

– Кем себя ощущаете – физиком или химиком?

– Скорее химиком. Как говорит мой научный руководитель, у химиков и физиков разный взгляд на вещи. Физики, к примеру, видят шкаф как массивное тело, большой кусок дерева. А химики видят объект, состоящий из атомов, которые обладают определенными свойствами. Чтобы повлиять на структуру вещества, у химиков один метод воздействия – через реакции, у физиков – другой: что-нибудь нагреть, охладить и посмотреть, что получится. Они идут к одному и тому же, но разными дорогами: физик со стороны макромира, химик – микромира.

– Многие молодые ученые стремятся поработать за рубежом какое-то время, а у Вас есть такой опыт?

– Нет, за рубежом не работал и желания уехать у меня не возникает. Там совсем иначе организован научный процесс. Профессор получает грант, набирает группу и ведет исследование. По окончании гранта группа распадается, сотрудники часто переходят к другому профессору, и всё начинается заново, по новой теме. В нашей стране в лабораториях занимаются исследованиями по какой-то конкретной тематике достаточно долго, и есть возможность более глубоко изучить предмет. Наш подход к науке мне ближе.

Татьяна ЯКОВЛЕВА