Профессор Юрий Гогоци - самый цитируемый ученый украинского происхождения и один из самых высоко цитируемых ученых в мире. Например, по данным Microsoft Academic за период последние 5 лет в области материаловедения (Materials science) он занимает второе место в мире по цитируемости его работ, по уровню h-index - четвертое. Также и другие наукометрические системы присваивают ему высочайшие рейтинги в мире (Web of Science, Scopus, Google Analytics). Он открыл новые материалы - Максены (MXenes), которые, возможно, изменят мир. Юрий работал в Германии, Японии, Норвегии и, наконец, остановился в США, в Университете Дрекселя. Публикуем перевод интервью профессора Юрия Гогоци Журналу Куншт "Три, чотири, п’ять – вчений йде шукать: інтерв’ю з Юрієм Гогоці" о его разработках, поисках вдохновения, финансирования и контактов в научном мире.

О поиске идей

Ежедневно утром я ищу в интернете информацию о том, что нового произошло в мире в моей области. Например, сейчас мы работаем с двумерными материалами, Максенами (MXenes), которые мы открыли в Университете Дрекселя  в 2011 году. Я захожу на Google Scholar и ищу, что нового появилось в этой области. Каждый день. Я также получаю уведомления от Google Scholar о Максенах, суперконденсаторах и о других темах, которые меня интересуют. Всегда случаются какие-то новые идеи. Вижу, что кто-то сделал определенное исследование, а мы можем сделать еще лучше. Многое обсуждаем с моими аспирантами, с коллегами - устраиваем мозговой штурм. Мы ищем идеи, обсуждаем их: возможно ли сделать такое, можем ли мы изменить материалы следующим образом. Многие идеи появляется во время конференций. Когда я еду на большую международную конференцию или же маленький семинар, где собирается 30-40 коллег, я слушаю и всегда ищу идеи. Также я читаю каждую неделю новые выпуски Nature и Science. Это ведущие журналы, которые публикуют главные научные разработки и статьи. В них я тоже ищу идеи. Поиск идей никогда не прекращается. Можно взять годичный отпуск - sabbatical. Он дает возможность сконцентрироваться и перестроиться на что-то новое, новое направление, например. Когда я пошел на свой первый sabbatical во Франции с коллегой Патрисом Симоном, я только начинал работать над суперконденсаторами. Мы во время этого sabbatical вместе написали статью, которая стала самой цитируемых работой в этой области. Уже прошло около десяти лет после той работы, опубликованной в Nature Materials, которая сформировала отрасль, теперь мы пишем следующую.

"Наука - как творческий процесс. Тоже всегда нужно искать идеи."

Идеи не сваливаются, как яблоки Ньютона. Они приходят разными путями. Например, как зародилась идея о Максене? Сначала мы надеялись сделать что-то такое, что будет отличаться от других работ.

Что такое Максены? Это как графен, но толщиной всего три-пять атомов. Мы растворяем атомы, атомные слои, и остаются очень тонкие нанометровые прозрачные, но металлические слои. Они проводят электроны, как металлы, которые мы используем сейчас в очень многих отраслях.

У меня есть коллега на факультете материаловедения в Университете Дрекселя - профессор Мишель Барзум. Тогда он занимался новыми керамическими материалами, которые мы называем максфазамы (MAX phases), это карбиды - химические соединения углерода с металлами и некоторыми неметаллами и нитридами (Нитриды - соединения металлов с азотом, связанные атомами металлов). Они имеют так же много слоев, как торт «Наполеон». Идея была в том, чтобы использовать эти материалы в литий-ионных аккумуляторах. Я подумал, что можно взять литий и поместить между этими слоями карбид титана - очень электропроводящий материал. Кремний также может накапливать литий и использоваться в литий-ионных аккумуляторах. Мы посмотрели на эту идею, провели некоторые эксперименты и сделали расчеты, которые показали, что существует вероятность того, что литий «пойдет» в слои кремния. Мы написали заявку на грант, получили деньги от Министерства энергетики США и начали работать. Мы нашли очень хорошего аспиранта Майкла Нагиба. Сейчас он работает профессором в университете Тулейн в Новом Орлеане. Он начал эксперименты, но ничего не случилось. Мы решили, что надо протравить кремний, сделать где-то поры, чтобы литий мог попасть в эту структуру. Проводили мозговой штурм, думали. Мы не смогли протравить кремний, поэтому взяли другую максфазу. Мы протравили ее, и где-то после двух или трех месяцев экспериментов получили первый Максен.

 Позже мы нашли подход и к кремнию. Мой аспирант в 2016 году понял, как можно растворить слои кремния и протравить его. Так мы вернулись к той максфазе, с которой начинали. Как видите, некоторые идеи, которые не работают в первую очередь, могут сработать чуть позже. Надо больше работать, думать, как лучше эту идею довести до конца. Но некоторым идеям мы так и не нашли применения. Порой они невозможны и не работают вообще. Но наука - это всегда поиск чего-то нового. Иногда он успешный, иногда - нет. Но мы никогда не останавливаемся.

Протравить - значит растворить один компонент материала. Когда один слой атомов очень-очень тонкий, несколько ангстрем (Ангстрем - единица длины, равная одной десятимиллионной миллиметра) атомов растворяются и распадаются на независимые нанометровые листики.

 О пользе Максенов

 Мы надеемся, что они могут улучшить работу аккумуляторов по нескольким причинам. Во-первых, они гораздо лучшие проводники для электрического тока, чем те материалы, которые сейчас используются в батареях. Поэтому их можно будет быстрее заряжать, быстрее накапливать энергию. Во-вторых, многие работают сейчас над твердотельными батареями. В обычных взрывается электролит, такое взрывчатое вещество может воспламеняться и очень опасно. Твердые электролиты помогут сделать батареи невзрывчатыми. Но твердые электролиты также не очень хорошо проводят ионы. Тогда комбинация материалов, например Максена и твердых электролитов, может помочь сделать твердотельные литейные аккумуляторы. Поэтому мы сейчас разрабатываем новые материалы.

 Мы очень продуктивно работали с учеными, которые получили Нобелевскую премию, с Джоном Ґуденафом, Стэнли Виттинґемом. Я организовывал конференции вместе со Стэнли, мы докладывали на многих конференциях вместе, вместе писали заявки на финансирование наших проектов. Сначала, когда Стэнли Виттинґем разработал первые аккумуляторы, это были не литий-ионные батареи, а литиевые. Они использовали металлический литий как аноды, но происходили взрывы. После этого мир перешел на литий-ионные батареи, которые намного надежнее, но также могут гореть и взрываться. Они используются уже более 30 лет во всех компьютерах, телефонах, машинах - везде.

 Мы сейчас разрабатываем новые системы коммуникации: антенны, которые можно будет печатать, устройства для интернета вещей. Интернет вещей - сейчас очень важное направление в мире, интернет продвигается, искусственный интеллект развивается очень быстро, и нужно улучшать коммуникацию - разрабатывать системы, которые будут связывать все вещи, которые мы используем. Надо изобрести материалы, которые могут работать гораздо лучше, чем металлы, и которые можно будет печатать на всех поверхностях: на одежде, бумаге, книгах, пластика, металлах - на всем. И Максены, пожалуй, лучшие материалы для этого. Мне кажется, они могут изменить очень многое в мире, ведь они очень тонкие. Они растворяются в воде. Но это не такой раствор, как молоко, а коллоидный раствор. Его можно будет использовать для печати на принтерах или распылять. Нужно будет только высушить его, и он будет работать. Ни один другой материал не может так работать.

 Эти материалы помогают печатать и литий-ионные батареи, аккумуляторы, антенны, датчики, микросхемы и многое другое. Сейчас мы имеем не менее 50-60 новых материалов. Они имеют разные свойства. Например, некоторые из них металлические, некоторые работают как полупроводники. Мы также разрабатываем их во многих цветах, можно будет печатать цветные аккумуляторы или схемы. Вы сможете печатать такие вещи на вашем струйном принтере. Сможете наполнить какую-то ручку. У меня есть наполненные такими чернилами фломастеры, мы можем также писать этими чернилами. Это очень интересная технология. И очень простая. Это важно, потому что она не будет дорого обходиться и, мне кажется, может изменить мир.

 О будущем Максенов

 Университет уже продал некоторые разработки, например, большой японской компании Murata Manufacturing. Она входит в число крупнейших компаний мира, в список Fortune 1000. Эта компания разрабатывает электронику. О ней слышали немногие, потому что она производит электронные детали, а не продукцию, которую мы используем. Но вы можете открыть каждый телефон, каждый компьютер и найти что-то, что сделала Murata. Они купили технологию и уже могут производить Максены и использовать их в своих продуктах. Также большое химическая компания MilliporeSigma купила лицензию для производства (все химики покупают химические реактивы этой компании). Они будут продавать Максены и максфазы. Университет Дрекселя работает над передачей технологии примерно двадцати фирмам. Это корейские и американские, европейские компании, заинтересованные в разработках по Максенам. Моя аспирантка поедет на шесть месяцев на практику в Hewlett-Packard. Вместе с ними мы работаем над разработкой чернил для принтеров на основе Максенов.

 Передача технологии очень важна. Мы хотим, чтобы материалы использовались во многих областях: от медицины до электроники и новых текстильных материалов - smart textiles.

Сейчас в мире более 1000 патентов на Максенам. Китайские университеты и компании имеют больше патентов на Максены, чем Университет Дрекселя. Они все пользуются знаниями, которые мы получили девять лет назад, в 2011 году, когда опубликовали первую статью о Максене и оформили первый патент. Сейчас в 70 странах мира исследуются Максены. Более 2000 публикаций, более 1000 патентов, многие компании работают с ними.

О трудностях в работе
 Я никогда не сдавался. Никогда не думал, что надо оставить науку, хотя было много сложных моментов. Например, та же история с открытием Максенов. Прошло несколько месяцев, но мы не могли сделать то, что запланировали. Мы думали, что, возможно, этого уже никогда не случится. Мы потеряем деньги после первого года финансирования, Министерство энергетики не будет больше поддерживать нашу работу, мы не сможем ничего показать. Такое случается. Не каждый проект успешен.

Но, пожалуй, самое важное решение мне надо было принимать, когда я искал постоянную работу. Я родился в Киеве, учился в Киевском политехническом институте, защитил там кандидатскую диссертацию, потом докторскую в Институте проблем материаловедения Национальной академии наук. Но в 1990 году, когда Горбачев открыл окно в мир, я получил стипендию Гумбольдта и поехал работать в Германию.

Сначала я надеялся, что вернусь где-то через год. Тогда я учился в докторантуре и думал: защищу докторскую диссертацию и буду дальше работать в Украине. Но с развалом Советского Союза развитие науки замедлился. Тогда в Украине никого не интересовала наука. Возможностей заниматься наукой в ​​мире были гораздо больше. Я хотел также посмотреть, как работают ученые в мире. Поэтому после Германии поехал в Японию. Там я сделал первые очень важные новые исследования, начал заниматься наноматериалами, углеродом, опубликовал первую статью в Nature. Но понял, что Япония - не моя страна. Мне не хватало свободы, многое в этой культуре было похоже на Советский Союз. Поэтому я вернулся в Европу.

Мне нужно было найти постоянную работу. Я никогда не работал в Америке, никогда до этого не пытался туда устроиться. Было очень сложно найти должность, но я понимал, что там буду продвигаться в научной работе быстрее. Я писал многим университетам. Когда впервые поехал в Пенсильванский университет на собеседование, я его провалил. Я не знал ничего о собеседованиях в университетах, не знал, как работают американские университеты, бывал в США только на конференциях. На собеседовании мне надо было рассказать о своей лучшей работе, а я вместо этого рассказывал, что хочу делать в будущем. Это было не то, чего от меня ждали. Меня спрашивали, где я найду деньги на свои разработки в Америке. А я почти ничего не знал об американских организациях, которые финансируют науку. Мне сказали, что на основе публикаций я был лучшим кандидатом, но после собеседования отказали. Но так я научился, понял, что нужно знать для собеседования, и дальше отправлял письма в другие университеты.

Следующее собеседование прошло хорошо. Но в том же университете искали кандидата, который бы больше знал о металлах. Они не взяли меня на работу, но порекомендовали другому университету. Так меня пригласили на собеседование в Иллинойский университет в Чикаго, хотя я даже не подавал туда заявку. Мне написал завкафедрой механического факультета и предложил приехать на интервью. Мне дали работу, и в 1996 году я начал работать в Иллинойсском университете в Чикаго.

Но я искал работу целый год. Это было трудно. Я был в Европе, вернулся туда после Японии, поехал в Норвегию. Я не знал, что случится. Например, я вернулся также в Киев и защитил докторскую диссертацию. Я не знал, найду ли должность в Америке. В Америке докторская диссертация никого не интересует, она не нужна. Большинство даже не знает, что это такое. В США одна система - это кандидатская диссертация. У них доктора - это наши кандидаты наук. Но я не знал, что будет дальше. Может, нужно будет искать работу в Европе. Может, нужно будет вернуться в Украину. Но возможности для научной работы того уровня, на которую я был способен, в Украине, к сожалению, не было. Я также нашел работу в Германии почти тогда же, когда поехал в Америку на первое интервью. Мне предложили работу старшего научного сотрудника в Тюбингенском университете, но не должность профессора. И перед тем как поехать в США, я вернулся на несколько месяцев в Германию. Оттуда завершал интервью и поиск работы в Америке. Это было нелегкое время, я переезжал, работал в двух европейских странах и искал работу. Но я знал, что буду искать работу и найду ее. Я не знал, как долго это будет продолжаться. Но я бы точно не покинул науку.

Я не знаю, есть ли что-то интереснее, чем наука. Это как игра: всегда надо искать что-то новое, есть жажда открытия.

Никогда не сдавайтесь. Надо работать дальше. Когда ты какую-то цель, надо к ней идти. Это может быть трудно, это может потребовать гораздо больше времени, чем изначально ожидаешь. Но надо учиться на своих ошибках, улучшать свою работу, улучшать английский язык, когда ищешь должность в англоязычной стране, много работать. Это я и делал. Это я делаю и сейчас.

Как искать поддержку

 Я подаю заявки на финансирование, и во многих случаях мне отказывают. Но я не останавливаюсь. Я переписываю их, ищу другие организации, общаюсь с компаниями, посылаю им предложения.

Мы движемся от фундаментальной науки к разработкам новых материалов, которые имеют прикладное значение. Ищем в интернете. Например, мы знаем, что можем сделать чернила для принтеров, которые будут печатать электронику. Поэтому, например, надо найти контакт с Hewlett-Packard. Когда мы знаем, что мы можем использовать наши материалы, например, в новой электронике, мы ищем компании, которые производят что-то электронное, - Intel, Murata. И во многих случаях компании также находят нас, потому что мы публикуем свою работу.

О нашей работе много пишут в мире: на корейском, немецком, испанском, итальянском языках. Поэтому компании также ищут нас и выходят на контакт. Сейчас компании чаще находят меня, чем я их. Пожалуй, 70-80% компаний сами приходят к нам. Но когда я начинал, писал только я. Никто меня не знал, никто не знал о моей работе. Компании можно найти, например, в LinkedIn. Но вот алгоритма нет. Можно искать через коллег, которые получали финансирование от этих компаний. Это всегда нетворкинг - сеть коллег, ученых, исследователей в компаниях, университетах, с которыми мы встречаемся на конференциях.

На конференциях я ищу доклады в отраслях, где мы можем найти способы применения наших материалов. Я слушаю их и могу подойти после доклада к ученому (порой это бывают и исполнительные директора компаний) и сказать: «Знаете, у нас есть новые материалы, которые могут вас заинтересовать, которые могут работать лучше, чем материалы, которые вы используете сейчас. Будет ли вам интересно почитать о нашей работе? Могу прислать вам статьи или образцы материалов? » Иногда это работает, однако примерно 10% таких контактов доходят до практических разработок, сотрудничества, лицензий. Во многих случаях ничего не случается. Но надо начинать разговор. Сейчас, может, для компаний это неактуально, но через несколько лет с ними можно будет начать работу. Надо не бояться предлагать свои идеи и разработки.

О науке в Украине
 Я родился в Советском Союзе и считаю себя, пожалуй, научным космополитом. Я работал во многих странах, и сейчас работаю с коллегами со всего мира, никогда не останавливал сотрудничество с коллегами из Украины. Но я работаю в Америке. Поэтому, по моей работе, я американский ученый. И я надеюсь, что смогу помочь Украине восстановить науку.

Для меня не имеет значения, хорошо ученому в Австралии или в Китае. На мой взгляд, наука всегда была международной, и она останется международной навсегда. И каждая страна - частица в этой научной системе. И такие крупные страны, как Америка, пожалуй, делают больше для науки, для появления нового знания. Украина сейчас делает гораздо меньше. Но я надеюсь, что в будущем Украина построит научную систему и сможет иметь больший вес. Потому что без науки, без университетов не будет будущего Украины. А я хочу видеть яркое будущее для нее.

Нужен интерес к науке. Надо возвращать украинских ученых, работающих за рубежом. Создать возможности, чтобы они могли работать в Украине. Надо посылать гораздо больше украинских ребят учиться за границей. Многие из них вернутся, когда будет возможность. Я надеюсь, что это на горизонте.