Выпускница Российского химико-технологического университета
(РХТУ) имени Д.И. Менделеева Вера Андреевна Виль получила степень доктора химических наук уже в 35 лет, а сейчас заведует лабораторией химии промышленно полезных продуктов Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН. В 2025 году она стала лауреатом премии «Вызов» за разработку методов образования химических связей с участием электрического тока и органических пероксидов. О том, почему эти методы важны для отечественной химической промышленности, а также о том, как складывался ее собственный путь в науку, Вера Виль рассказала корреспонденту портала «ПОИСК».
— Вы родом из Ангарска в Иркутской области. Город детства сыграл какую-то роль в определении вашего жизненного пути?
— Мой родной город похож на многие небольшие города в нашей стране. В Ангарске есть два предприятия, которые определяют жизнь города: это нефтехимический комбинат, который сейчас принадлежит компании «Роснефть», и электролизный комбинат, принадлежащий компании «Росатом». Именно благодаря этим двум предприятиям город возник и вырос.
Можно сказать, что ощущение необходимости инженерного, инженерно-физического и инженерно-химического образования там буквально витает в воздухе. Физико-математическая направленность в школьном образовании считается важным дополнением, не говоря уже о высшем техническом образовании, которое является чуть ли не обязательным для успешной карьеры. Одним из таких учебных заведений с техническим уклоном был и Ангарский лицей №2, где я училась.
— А чем увлекались в школьные годы, помимо учебы?
— Я всегда занималась спортом. В школе это был баскетбол, и я даже играла в сборной области. И хотя я в итоге не достигла в спорте больших высот, в средней школе это было просто приятно и весело. А в старших классах школы моим любимым местом в городе стал конный клуб, где я занималась конкуром. В конюшню, которая находится в пойме реки Китой, я регулярно ездила после лицея и возвращалась домой только поздно вечером. Однажды я даже отморозила себе пальцы зимой, поскольку занимались мы на улице.
— Как развивался Ваш интерес к естественным наукам?
— Как я уже сказала, интерес к естественным и точным наукам в нашем городе считался своего рода признаком хорошего тона. Однако к химии я пришла не сразу, поначалу мне куда больше нравились математика и программирование. Кстати, уже тогда, двадцать лет назад, программирование у нас было достаточно серьезным — мы осваивали не только язык программирования Паскаль, но и Дельфи. Математика у меня тоже была на хорошем уровне. Ее в нашем классе вела Анна Васильевна Кочнева, замечательный педагог, которая обладала удивительным энтузиазмом и желанием обучать. И любовь к химии мне тоже привила моя преподавательница — Оксана Николаевна Смолякова, которая, помимо прочего, готовила к олимпиадам по этому предмету. Мне посчастливилось попасть в ее группу.
Так сложилось, что математика и химия давались мне лучше всего, а вот с физикой было куда хуже, поэтому при поступлении в вуз я ориентировалась именно на те варианты, в которых в приоритете были химия и математика. Выбор пал на Менделеевский университет. Там моей специальностью стала химия и технология синтетических биологически активных веществ.
А на третьем курсе я пришла в Институт органической химии для выполнения научной работы, и это оказалось настолько интересно и захватывающе, что при всей моей любви к предприятиям — а тогда я думала, что после университета я стану инженером и пойду работать на производство — я осталась в Российской Академии наук.
— Какие карьерные возможности сейчас открываются перед дипломированными химиками? И многие ли из Ваших сокурсников по РХТУ остались в науке?
— РХТУ — это опорный вуз химической промышленности, охватывающий все ее отрасли. Он огромный: там учатся тысячи студентов. Сегодня, когда встречаюсь по рабочим делам с партнерами из химической индустрии, очень часто выясняется, что главный инженер или главный технолог предприятия учился в Менделеевке. И практически все мои одногруппники работают по специальности. А поскольку наша специальность ближе к биологии и медицине, они работают не только в химической промышленности, но и в сфере фармацевтики.
Что касается науки, сейчас среди моих однокурсников уже несколько докторов наук. Например, в Научно-исследовательском институте по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе работает Александр Тихомиров — молодой доктор наук и заведующий лабораторией, с которым мы учились в параллельных группах на одном факультете.
К слову, директор нашего института и мой научный руководитель, академик Александр Олегович Терентьев также закончил Менделеевский университет. Практически все сотрудники нашей лаборатория за редким исключением закончили РХТУ, хотя есть люди из Московского государственного университета и Высшего химического колледжа РАН.
— В 2024 году Вы выиграли конкурс на создание молодежных лабораторий по направлению «Малотоннажная химия». Расскажите, пожалуйста, об этом проекте.
— Начну с того, что малотоннажная химия — это одно из стратегических направлений развития российской промышленности. Она отдельно прописана в нацпроектах «Химия и новые материалы». Ее смысл заключается в следующем: для обеспечения жизни человека в самом широком смысле сейчас производится огромный ассортимент различных химических соединений. Однако все они производятся в разном количестве.
Скажем, серная кислота или гидроксид натрия производятся в количестве миллионов тонн, но есть соединения, которых нужно гораздо меньше. К примеру, существуют добавки, которые в количестве каких-то долей процента могут кардинальным образом изменить потребительские свойства конечного продукта. Таких соединений достаточно много, и они, как правило, очень сложны и дороги в производстве, но они нужны в небольших количествах.
Химические гиганты, такие как «Газпромнефть» или «Сибур», слишком велики для того, чтобы браться за производство таких объемов. Ответом на эту проблему, которая в условиях санкционного давления на нашу страну стоит довольно остро, и стал проект по развитию малотоннажной химии, который ведется в основном силами научных организаций — различных химических институтов в системе Российской Академии наук.
Эти институты могут на своей базе создать небольшие опытные производства, которые будут, с одной стороны, интересны как научный проект, который позволит больше узнать об этих соединениях и их усовершенствовать, а с другой — произвести небольшие партии веществ, необходимых для производства. А самое главное, что для этого не нужно будет строить отдельный завод: достаточно будет сил института, который может произвести это соединение в одном модуле небольшого цеха.
В 2024 году Министерство науки и образования объявило конкурс по созданию молодежных лабораторий как раз в направлении малотоннажной химии. По всей стране конкурсный отбор прошли приблизительно 20-30 лабораторий в разных химических институтах, в том числе в нашем. Основная задача этих лабораторий состоит в том, чтобы развивать партнерство с химическими компаниями, с индустриальными заказчиками в русле разработки отечественных технологий и производства этих критически важных соединений. А кроме того, в том, чтобы вести фундаментальные научные исследования того, как усовершенствовать процессы производства этих соединений, сделать их более выгодными как с точки зрения финансовой целесообразности, так и с точки зрения потребления ресурсов и энергии.
— В прошлом году Вы стали лауреатом премии «ВЫЗОВ», которую получили за разработку методов образования новых химических связей с участием электрического тока и органических пероксидов. Могли бы Вы описать этот механизм? Почему электрический ток называют «совершенным окислителем»?
— Наша лаборатория — на уровне фундаментальных исследований —занимается тем, что исследует, как можно использовать электрический ток и видимый свет в качестве реагентов в химических процессах. Для того чтобы два соединения прореагировали между собой, раньше нужно было, условно говоря, взять исходные соединения в банках, а в третьей банке — реагент. Проблема в том, что эту третью банку необходимо произвести, купить, привезти, а в действительности от нее требуется не очень много, всего лишь какое-то небольшое действие, например, отдать или забрать электрон или несколько электронов. Все остальное пойдет в отходы.
Для того чтобы решить эту проблему, можно использовать электрический ток или видимый свет как нематериальные реагенты, которые в сочетании с небольшим количеством катализатора запускают реакцию и могут отдавать или принимать на себя электроны. При этом отпадает необходимость в той самой третьей банке: в ее производстве, транспортировке и т.д. Свет — это бесконечно возобновляемый ресурс, а главное — после такой реакции не образуется множества отходов, которые мы были бы вынуждены утилизировать. Это очень важно, поскольку, как только мы начинаем общаться с предприятиями по поводу внедрения того или иного процесса в производство, экономическая выгода часто сходит на нет именно на стадии утилизации отходов.
Важным прикладным результатом работы нашей лаборатории в прошлом году стала разработка технологий получения и постановка на производство двух органических пероксидов — новоперокс и дикумилпероксид (прим. ред.: пероксид — химическое соединение, в котором два атома кислорода соединены друг с другом; известным примером такого вещества является перекись водорода Н2О2. Связь атомов в молекуле этого вещества выглядит так: Н—О—О—Н).
Эти вещества используются в производстве толстых электросиловых кабелей, в которых огромная медная жила окружена слоем толстого изолятора. Такой изолятор сделан из так называемого кросс-сшитого полиэтилена. Обычный полиэтилен представляет собой длинные цепочки полимера, которые просто «лежат рядом», поэтому сам полиэтилен — достаточно мягкий, хорошо гнущийся материал. Органические пероксиды при добавлении в эту смесь распадаются при высокой температуре и позволяют сделать так, чтобы эти цепочки соединились между собой за счет поперечных связей. Так образуется прочная сетка кросс-сшитого полиэтилена, который становится очень твердым, а главное — водонепроницаемым.
— Результаты, полученные Вашей научной группой, уже нашли применение в кабельной промышленности и сельском хозяйстве. Не могли бы Вы рассказать подробнее об этих практических реализациях?
— Когда пероксиды были поставлены на производство, мы с коллегами отправились в Саранск, который является «кабельной столицей» России (прим. ред.: В Саранске расположены одни из крупнейших в России заводов отрасли — «Сарансккабель», «Цветлит», «ЭМ-Кабель» и «Сарансккабель-Оптика»). Именно там работает компания ЛидерКомпаунд, которая производит своего рода заготовки для кабельных заводов. Она занимается тем, что смешивает заранее все необходимые компоненты для производства изоляции кабелей — полиэтилен, пероксид, антиоксиданты — и затем уже в виде гранул отправляет эту смесь на завод, где она поступает в специальный аппарат — экструдер. Там она нагревается, а затем обволакивает медную жилу будущего кабеля. Потом смесь остывает, и на выходе мы получаем кабель, обернутый изолятором из кросс-сшитого полиэтилена. Наши пероксиды прошли испытания на предприятии ЛидерКомпаунд, и из них уже сделали партию кабелей, а в декабре прошлого года запросили больше опытных партий в работу.
— Что было самым сложным для Вас в ходе этой работы?
— Пожалуй, сложнее всего было научиться выстраивать немного иную логику проектной работы, когда речь идет о прикладных проектах. В случае фундаментальных научных исследований больше пространства для маневра: если, допустим, наша изначальная идея или гипотеза не подтверждается, мы можем ее поменять, сдвинуть фокус на что-то другое. В случае прикладных исследований это невозможно, потому что есть конкретное задание, конкретный продукт, который необходимо произвести, причем, как правило, в весьма ограниченные сроки. Так что я бы сказала, что сложнее всего — поменять свой образ мыслей и находить общий язык с индустриальными партнерами.
— Есть ли какие-то непроверенные «рабочие гипотезы», которые сейчас обсуждаются в фундаментальных исследованиях той области, в которой Вы работаете?
— Это очень интересный вопрос. Отвечая на него, я бы говорила не столько о своей конкретной области, а в целом об органической химии, потому что в ней действительно остается еще очень много белых пятен. Этим она и удивительна как наука. Я ни в коем случае не хочу преуменьшать сложность физики или биологии, но мне кажется, что в этих науках сформулированы непоколебимые фундаментальные законы. В этом прослеживается определенная гармония природы, которая, на мой взгляд, является мерилом истины.
В случае органической химии, как мне кажется, многие фундаментальные законы еще предстоит открыть. Возможно, именно поэтому органическая химия чрезвычайно сложна для преподавания. Могу по опыту многих моих знакомых сказать, что большинству людей очень тяжело дается органическая химия в школе. Я их отлично понимаю, потому что в школе органическая химия сводится к набору табличек и своду правил с большим количеством исключений, которые нужно просто запомнить. По-моему, именно отсутствие знаний о фундаментальных законах в органической химии и привело к такому положению дел.
Приведу хороший пример, который характерен для всей органической химии и с которым согласится, пожалуй, каждый химик-синтетик. Нет единой теории растворов для органической химии. Есть теория растворов, которая справедлива для воды, и в области водных растворов действительно много изучено, но как только дело доходит до какого-либо органического растворителя, ситуация резко усложняется. Особенно если взять два растворителя и смешать их друг с другом: в 90 % случаев реакция идет в одном растворителе, а в другом, хотя и очень похожем, не идет.
Практически невозможно просчитать, какой растворитель следует использовать для новой реакции, потому что объяснить результаты всегда проще, чем их предсказать. Казалось бы, проблема смешная, но пока что она никак не поддается разрешению, несмотря на все успехи современной химической науки. Я думаю, что открытие фундаментальных законов, которые сделают органическую химию достаточно стройной и выявят ее внутреннюю гармонию, еще впереди.
— Существует ли для Вас дилемма между наукой и частной жизнью? Если да, как Вы ее разрешаете?
— Я думаю, что у ученых нет строгого разделения на работу и личную жизнь. Все-таки такая работа, если, конечно, она искренне нравится, воспринимается, скорее, как дело жизни, поэтому она действительно не заканчивается, когда ты уходишь из института. Кроме того, судя по нашему институту, научная работа дает колоссальное количество жизненных сил.
Это удивительный парадокс, потому что в научной среде люди, например, в 75 лет — это совсем не пожилые люди, а вполне энергичные заведующие кафедрами или лабораториями, у которых есть силы, планы на жизнь и желание что-то делать.
Таким ярком примером удивительного долголетия, которое дает человеку наука, был заведующий нашей лабораторией Геннадий Иванович Никишин. В этом году он ушел от нас в возрасте 96 лет, но до последнего он созванивался с нами и расспрашивал о ходе работы, о ее результатах. Даже после перенесенного уже в девяностолетнем возрасте ковида он сохранял энергию и интерес к работе.
Так что для меня, пожалуй, не существует дилеммы между наукой и частной жизнью. Работа практически никогда меня не покидает, но для меня нет в этом никакой проблемы. Напротив, мне даже это нравится. Бывает, например, я ухожу в поход, и когда иду в какой-то глуши с рюкзаком, могу думать о работе и о своих исследованиях, крутить в голове проблему, которая казалась неразрешимой в городской суете. А в походных условиях есть возможность взглянуть на нее по-другому. Мои ребята привыкли, что я и посреди ночи могу написать им сообщение с просьбой поставить какой-то эксперимент, который пришел мне в голову.
Беседовала Наира Ковалева
Изображение на обложке: пресс-служба фонда «Вызов»
