Ольга Гусельникова. О работе наноинженера и разработках в медицине

Аспирант, инженер Томского политехнического университета и Высшей школы химической технологии в Праге

– Чем вы занимаетесь?
– Я инженер в области нанотехнологий, разработок сенсоров и создания «умных» полимеров.

– Что такое нанотехнологии?
– Можно сказать, что нанотехнология — это наука, которая изучает свойства наноразмерных (в одном миллиметре содержится один миллиард нанометров — прим. сайта) материалов, таких как металлы, полимеры и другие. Интерес исследователей сосредоточен на частицах именно такого размера потому, что при переходе от макро- до наноразмерного уровня свойства материалов сильно меняются. И применение этих свойств можно найти в различных областях: медицине, электронике, строительстве и т.д.

– Над чем именно вы работаете?
– Во-первых, я разрабатываю сенсоры на основе поверхностного усиленного плазмонного резонанса для обнаружения следовых количеств тяжелых металлов, маркеров (признаков — прим. сайта) различных заболеваний, в том числе и онкологических, а также вредных веществ.
Во-вторых, я занимаюсь модификацией полимерных материалов для создания биоимплантов (биосовместимых медицинских изделий, которые можно вживлять в человеческий организм для замены поврежденных частей тела — прим. сайта).

– Что входит в ваши обязанности?
– Мою работу можно разделить на несколько частей. Первый этап — творческий. Приходится применять фантазию и хорошенько поразмыслить, чтобы придумать интересное направление для работы. Следующий этап — непосредственно работа на оборудовании, проведение различных анализов и измерений. После этого я обрабатываю результаты. Завершающим этапом идет написание статьи и ее подача в научный журнал.
Кроме того, периодически я езжу на стажировки и научные конференции.

– Для чего нужны сенсоры, которые вы создаете, и как они работают?
– Это сенсоры на основе рамановской спектроскопии — одного из оптических методов обнаружения органических и неорганических соединений. Сенсор представляет собой частицы благородных металлов (золото, серебро, могут быть использованы также медь и алюминий), нанесенные на подложку с последующей ее модификацией. К примеру, чтобы обнаружить опухоль, мы наносим на наночастицы соответствующие лиганды — соединения, которые могут избирательно связываться с маркером заболевания, присутствующем в крови или слюне человека.

– Как используют нанотехнологии при создании имплантов?
– Сегодня активно развивается 3D-печать имплантов органов, однако перед учеными и медиками встает проблема совместимости: зачастую вживленный имплант отторгается. Я же пытаюсь эту проблему решить: изучаю свойства поверхностей различных имплантов, подбираю материалы и методы обработки, чтобы при вживлении организм не отторгал замену.

– Какие еще есть перспективные направления исследования в области нанотехнологий?
– Сейчас очень актуальна разработка одежды с встроенными в нее датчиками, представляющими собой наночастицы металлов и других материалов. Такие датчики могут снимать различные биологические показатели, по которым можно судить о самочувствии человека.
Также весьма актуальна разработка супергидрофобных покрытий, т.е. покрытий, отталкивающих воду. Такие покрытия, к примеру, нужны на производстве различных приборов или для облегчения обработки самолетов. Например, чтобы в дождливую погоду капельки воды не оставались на машинном стекле и не ухудшали видимость, а быстро скатывались.

– Почему вы решили заняться нанотехнологиями?
– У меня была с детства мечта помочь людям победить болезни, улучшить их уровень жизни. В школе мне нравилась химия, поэтому я пошла на специальность «Органическая химия и биотехнология».
К концу обучения я осознала, что самые перспективные исследования и разработки появляются на стыке нескольких специальностей. Будучи органическим химиком, я начала применять свои знания для модификации неорганических объектов — металлов, полимеров и т.д. Объединение двух подходов — хорошая комбинация для успешной научной разработки, которая потом может быть внедрена в практику.

– Какое высшее образование лучше получить, чтобы стать инженером в области нанотехнологий?
– На сегодняшний день не существует кафедры нанотехнологий, ведь они применяются во множестве сфер. Лучше всего получить образование либо в области физики (здесь наиболее подходящими интересами будут оптика и лазеры), либо в области химии (лучше всего специализироваться на физической и коллоидной химии). Причем, я советую идти учиться в политехнические университеты, где вне зависимости от выбранной специальности на первых курсах дадут базовые знания по высшей математике, химии и физике. Насколько мне известно, хорошее образование дают в Томском политехническом университете, Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого, Новосибирском государственном университете.

– Как студенту физического или химического факультета заняться именно нанотехнологиями?
– Ему следует найти научного руководителя, который специализируется на нанотехнологиях. Причем, я бы рекомендовала идти к молодому и активно сотрудничающему с другими лабораториями преподавателю, у которого обширные контакты в научном мире. Многие научные группы сами вывешивают объявления на сайтах или в социальных сетях, что им требуются студенты для выполнения научных работ.

– Обязательно ли человеку, который хочет стать наноинженером, идти в аспирантуру?
– Это зависит от его целей: кому-то интересна наука, а кто-то хочет работать на производстве. Хотя в последние годы все больше ценится наличие диплома кандидата наук. Чаще всего у студентов нет четкого представления, как планировать свою работу, как грамотно разбить рабочий день. Такие навыки человек получает именно в аспирантуре. Успешно защищенная диссертация — показатель того, что человек умеет работать самостоятельно.

– На какие предметы стоит сделать упор школьнику, который хочет стать наноинженером?
– Основные предметы — это физика, химия и математика. Но я советую не просто их изучать, но еще и участвовать в олимпиадах и конференциях. Это позволяет расширить кругозор, тренирует ум и навыки.

– Какие компетенции нужны наноинженеру?
– Главное — обладать упорством. Как правило, в науке ничего не получается с первого раза. Чтобы добиться результата, необходимо провести 30, 50, а порой и 100 экспериментов. И при этом не отчаиваться и верить, что в итоге все получится.

– Где может работать инженер в области нанотехнологий?
– В нашей стране довольно много лабораторий, занимающихся нанотехнологиями. Как правило, они входят в состав кафедр физической химии или физики полимеров. Кроме того, у нас очень много малых инновационных предприятий, которые занимаются разработками в области нанотехнологий и их внедрением. К примеру, при Томском политехническом университете существует предприятие «НаноКОР», которое пытается внедрять модифицированные наночастицы металлов в медицину для лечения бляшек или сердечно-сосудистых заболеваний. В «СИБУР Холдинг» входит исследовательская лаборатория, занимающаяся нанотехнологиями. Компания «Вирион», производящая вакцины, иммуноглобулины и различные лекарственные препараты, также ведет разработки в этом направлении. Кроме того, исследовательские лаборатории, работающие с нанотехнологиями, есть в таких крупных компаниях, как L’Oréal, Procter & Gamble и др.

– Сколько получают специалисты по нанотехнологиям?
– От 40 до 70 тысяч рублей в месяц.

– Какой карьерный рост может быть у специалиста в области нанотехнологий?
– Сперва этот специалист проходит все ступени обучения: бакалавриат, магистратура, аспирантура. Потом устраивается на работу в исследовательскую лабораторию, где у него может быть рост вначале до начальника проекта, затем — до начальника отделения и далее.

– Будут ли специалисты по нанотехнологиям востребованы в ближайшем будущем?
– Я убеждена, что да. Нанотехнологии позволяют сделать существующие методы лечения, анализа и обработки информации быстрее и дешевле. Естественно, к этому стремятся все компании, а значит, потребность в специалистах по нанотехнологиям будет только расти.

– С какими трудностями может столкнуться специалист по нанотехнологиям?
– К примеру, рабочий день часто выходит ненормированным. Да, с одной стороны, специалист сам выбирает свой распорядок, но с другой, порой, чтобы достичь успеха, приходится работать по 10–12 часов.
Глядя на своих коллег, я вижу, как трудно тем, кто плохо владеет английским. На сегодняшний день вся профессиональная литература публикуется именно на этом языке, и невозможно стать успешным в своей области, не имея возможности ее прочитать.
Также на этой работе могут возникнуть трудности у людей, страдающих от аллергии или астмы из-за постоянного контакта с химически активными веществами и долгих часов работы в лаборатории.

– Есть ли в области нанотехнологий люди, которых можно назвать ролевой моделью в профессии? 
– Для меня одним из таких людей является Альварес Пуэбла. Это испанский ученый, который также занимается нанотехнологиями, а именно сенсорами для обнаружения несоответствий ДНК и детектирования биообъектов.

– Знаете ли вы кружки, которые будут полезны школьникам, желающим работать в области нанотехнологий?
– При большинстве крупных университетов есть химические и физические школы, куда ребята могут приходить и заниматься. Там им рассказывают интересные вещи из области этих дисциплин, ставят простые эксперименты. Я и сама ходила в такую школу.

– Что вы могли бы посоветовать посмотреть или почитать школьникам, которые хотят больше узнать о нанотехнологиях?
– Я рекомендую смотреть научно-популярные фильмы на канале Discovery. У них есть много видео, посвященных нанотехнологиям и технологиям будущего. Я сама очень люблю их смотреть для расширения кругозора.