Как устроена современная химия за пределами сложных пресс-релизов и сухих отчетов? Одна из героинь A-list 2026 — Вера Виль, доктор химических наук и популяризатор науки, которая к своим 35 годам возглавила лабораторию в знаменитом Институте органической химии РАН и получила национальную премию в области будущих технологий «ВЫЗОВ». Мы поговорили о том, каково это — создавать абсолютно новую материю, почему бизнес боится инвестировать даже в прорывные разработки, кто в мире лидирует в химии и почему многие до сих пор боятся таблеток.
Да, это на самом деле очень приятное, незабываемое ощущение. Справедливости ради отмечу, что принципиально новые вещества, которых ранее не существовало, получает в целом любой студент-дипломник, работающий в области синтетической органической химии по новым методам.
Химики-органики трудятся интенсивно, новых соединений создается огромное количество. Существуют базы данных, аккумулирующие информацию обо всех полученных соединениях в мире, там счет идет на миллионы.
Получение принципиально нового вещества — важная эмоциональная веха. Если человека этот момент не цепляет, то, наверное, химия — это не его: работать в этой сфере без эмоций сложно
Следующая ступень — обнаружение процесса, который ранее не был известен. Открыть не просто вещество, а новую реакцию удается уже далеко не каждому, это долгий путь.
Я в любом случае восторгаюсь, когда получается что-то новое. Сейчас мне гораздо реже удается работать руками под тягой*, но, когда мои аспиранты присылают фотографии из лаборатории или пишут, что у них что-то получилось, это всегда очень радует.
* Прим. ред.: работать под тягой — проводить эксперименты внутри вытяжного шкафа. Это закрытая лабораторная зона с мощной принудительной вентиляцией, защищающая исследователя от токсичных испарений и резких запахов
Об этом часто говорят, потому что органическая химия работает с многопараметрическими системами. Любая реакция включает несколько реагентов, добавок, катализаторов, растворитель, температуру, время, иногда давление и процессы массопереноса. Сочетание этого всего сложно смоделировать до мельчайших нюансов, а все, что трудно поддается просчету, часто списывают на озарение, даже креативность. В английском языке для этого есть термин «серендипити» — что-то на грани интуиции, опыта и тяжелой работы.
К примеру, очень распространен реагент N-бромсукцинимид. Иногда он поставляется чисто белый, иногда желтоватый или желтый. Спектры будут одинаковыми, но опытный химик понимает, что в одной реакции лучше сработает белый порошок, а в другой — желтый. Это объясняется минимальными примесями, которые рутинными методами анализа не всегда можно отловить, а опытный человек это сразу чувствует. То есть под всем есть логическое обоснование, просто оно не всегда на виду.
А вот как придумываются новые реакции вопреки базовой логике — сложный вопрос. Если бы я знала, я бы публиковала не пять-шесть статей в год, а гораздо больше.
И все же к научным исследованиям, разумеется, нужно подходить с максимально холодной головой.
Всегда есть соблазн слишком поверить в свою правоту или теорию. Нужен баланс: с одной стороны — настойчиво развивать гипотезу, с другой — вовремя признавать ошибки, когда природа показывает, что это не работает
В экспериментальной работе у всех действительно разные техники, поскольку это ручной труд. Например, мы работаем с органическими пероксидами, и есть забавная закономерность: новые студенты ставят реакцию строго по методике, но получают выходы* около 20% вместо положенных 90%. Через несколько месяцев они ставят ту же реакцию и получают уже 90%, потому что появляется понимание и связь рук с головой.
Есть очень талантливые экспериментаторы, способные филигранно проводить капризные реакции, требующие абсолютного отсутствия кислорода или влаги. А есть прекрасные теоретики, у которых эксперименты вообще не получаются. Так что от персонального мастерства здесь зависит очень многое.
* Прим. ред.: выход реакции — соотношение количества реально полученного вещества к теоретически максимально возможному. Показывает чистоту и эффективность проведенного синтеза.
Обожаю ставить реакции и работать руками. Но да, поскольку сейчас заведую лабораторией и руковожу аспирантами, больше занимаюсь анализом результатов и их теоретическим обоснованием.
Я глубоко погружена в теорию органической химии и катализа, но в глубине души остаюсь экспериментатором: для меня главное, чтобы получилось вещество
Если честно, я до сих пор не решила, чем конкретно хочу заниматься, потому что мне нравится вся органическая химия. Более того, даже немножко распыляюсь по областям и методам: занимаюсь химией органических пероксидов, процессами окислительной функционализации, электроорганическим синтезом, синтезом сложных гетероциклических систем в процессе электролиза. Иногда даже приходится себя сдерживать, ведь от меня зависят люди.
Сейчас, например, у моих пяти аспирантов совершенно разные тематики диссертаций. Правда, все эти направления связаны общей идеей: мы исследуем реакции, в которых происходят окислительно-восстановительные процессы, то есть все так или иначе связано с переносом электронов.
Все познается в сравнении
Часто бывает как: существует устоявшийся промышленный метод получения продукта, технология отработана годами и кажется нормальной. А потом придумывают новый процесс, который все делает настолько проще и лучше, что становится непонятно, как раньше вообще справлялись
Приведу в пример получение фенола — это крупнотоннажный продукт, необходимый для создания фенолформальдегидных смол, которые идут на изготовление мебели, фанеры, ДСП. В России фенол производят так называемым кумольным методом: кумол окисляют, в результате чего получаются фенол и ацетон. Этот метод многостадийный, в процессе образуется гидропероксид, в крупных масштабах довольно опасный. И получается очень много ацетона*, который в таких количествах не нужен, его приходится задешево продавать или утилизировать.
Раньше кумольный метод казался единственным надежным вариантом, но сейчас в некоторых странах есть пилотные проекты по получению фенола прямым окислением бензола кислородом, то есть все делается в одну стадию. Самое сложное здесь не дать продукту окислиться дальше до гидрохинона. Долгое время задача считалась нерешаемой, ведь исходное вещество окисляется трудно, а продукт — легко. Но наука не стоит на месте, появились промышленные установки, реакторы, которые позволяют это делать.
Думаю, через несколько десятилетий многие предприятия перейдут на эту технологию. Вот это я и называю элегантным решением: когда сложные многоступенчатые процессы заменяются на изящную одностадийную реакцию.
* Прим. ред.: сегодня фенол производят кумольным методом почти по всему миру. Из-за особенностей реакции на каждую тонну необходимого фенола получается около 620 кг ацетона.
Да, это ключевая задача современной органической химии и катализа. Органическая химия уже на таком уровне, что люди могут получить почти любое вещество. Вопрос в том, сколько ресурсов и стадий на это потребуется. Хочется делать все проще, с меньшим количеством стадий и отходов, хотя это и непросто.
Под понятием «зеленая химия» скрывается много каких идей и концепций. В ней есть место и глубокой науке с дизайном уникальных и суперэффективных аппаратов и систем, и банальному обновлению устаревшей инфраструктуры.
В отлаженное производство любые новые методы — и «зеленые», и «обычные» — проникают с трудом: все-таки это определенные риски. Перемены начинаются, когда экономическая выгода от экономии ресурсов перевешивает.
Мне кажется, что такой индустрии нет. Если посмотреть на лидеров рынка в каждой отрасли, там очень много сложной химии. Взять рынок одежды, функциональные ткани на основе синтетических материалов перевернули мир спортивной и аутдорной экипировки, повлияли и на стиль горожан.
Насколько большими объемами оперирует производство. В лаборатории привыкаешь работать с миллиграммами или микродозами: ставишь реакцию на 1 ммоль, если на 20 г — это уже кажется чем-то огромным. А цех, даже малотоннажный, может за день производить несколько сотен килограммов нового вещества. Когда видишь такие массы своими глазами, само восприятие материи становится другим.
Мне кажется, главное отличие академии, из-за которого возникает такое впечатление, — это долгая жизнь в профессии. Я всегда удивляюсь, когда прихожу в условную ИТ-компанию и вижу там только молодых, и задаюсь вопросом: а куда все эти люди деваются после 45–50 лет? В науке же сотрудники продуктивно работают очень долго и не уходят на пенсию, потому что им интересно. С возрастом и опытом ученый становится только ценнее.
По моему опыту, доказывать свою правоту приходится абсолютно всем. И это нормально. Доктор наук — это человек, создавший новое научное направление, и он обязан доказать его ценность, новизну и то, что оно не следовало напрямую из предыдущих открытий
Могу сказать, что я не сталкивалась с откровенными предубеждениями из-за возраста, пола и так далее. На конференциях и в профессиональном сообществе мы всегда общаемся строго по делу. Бывают дискуссии и споры, но они касаются науки, а не личности
Для меня действительно огромная честь быть заведующей лабораторией в ИОХ. Этот институт дал мне все, что у меня есть. У нас удивительная атмосфера благодаря руководству: прошлый директор, Михаил Петрович Егоров, сделал очень много для создания продуктивной среды, а нынешний, Александр Олегович Терентьев, продолжает это дело.
Мы стараемся сохранять традиции, но нового не боимся. Многое модифицируем, например, в организации труда. Мы одни из немногих, кто организовал свободный доступ к ЯМР-спектрометрам* для всех сотрудников. Это критически важный, но безумно дорогой прибор (раньше один стоил около 30 млн руб., а сейчас немецкая компания-монополист ушла из России), требующий аккуратного обращения. Каждый органик снимает по десять спектров в день, без него мы не можем эффективно работать, анализировать результаты.
Традиционно к спектрометрам был доступ только у профессионалов-операторов, но наше руководство поверило в аспирантов и открыло прямой доступ к двум приборам. Это в разы ускорило работу.
Другой пример инноваций в нашей лаборатории — учет реактивов. Когда каждый день работают около 50 человек, баночки постоянно мигрируют по комнатам. Ребята придумали использовать RFID-метки для трекинга: в каждой комнате стоит сканирующее устройство, при переносе банки нужно просто ее «пикнуть» — и в базе данных будет видно, где сейчас искать реактив. Тоже очень упрощает жизнь.
* Прим. ред.: спектрометры ядерного магнитного резонанса — высокоточные приборы, позволяющие буквально увидеть «скелет» молекул вещества и понять, как соединены между собой атомы.
Ни одна наша научная статья не отправляется в печать без прочтения и комментариев опытных, взрослых сотрудников.
Сейчас все ученые спешат быстрее опубликовать материал, чтобы условный Китай нас не обогнал, а старшие коллеги смотрят с позиции вечности. Они следят, чтобы работа была глубокой, качественной и выверенной. Я очень рада, что эта традиция жива
Мы публикуемся в ведущих международных химических журналах уровня Q1 — это топ-25 лучших изданий в своей области. Наша страна огромная, но научное сообщество в узких темах небольшое. Бывает так, что в России только одна группа занимается определенной тематикой и внутри некому непредвзято отрецензировать работу. И тогда публикация в международных изданиях, помимо авторитета, дает бесплатную высококлассную экспертизу: если твой труд одобрили независимые мировые эксперты, пусть и анонимно, это высший знак качества.
Это страшный сон любого ученого, и да, такие моменты время от времени случаются у всех. В науке вопрос временного приоритета непреклонен: кто первый опубликовал, тот и автор открытия. Конечно, можно попробовать все равно отправить уникальную статью в хороший журнал на пару месяцев позже, но ее точно отклонят, ведь нет гарантий, что вы просто не повторили чужой эксперимент.
В таких ситуациях приходится выкручиваться: смотреть на свои результаты под другим углом, экстренно проводить дополнительные исследования, чтобы найти нюанс, которого не было у конкурентов.
У нас в лаборатории был случай, когда аспирантка занималась очень горячей темой, в которой параллельно конкурировали несколько китайских групп. У нее так сорвалось две или три статьи: только она заканчивала, как тут же выходила чужая публикация. Это морально очень тяжело, может даже заставить думать об уходе из профессии. Но сдаваться не стоит
Внедрение результатов в целом сложная тема, не только из-за гонки публикаций. И кстати, считаю немного несправедливым, когда вопросы реализации адресуют исключительно ученым, ведь это зависит не только от нас.
Например, у меня есть проекты, которые очень хочется внедрить, но я не владелец промышленного предприятия и не могу принять решение о миллионных инвестициях. Поэтому эти наработки пока лежат на полке, а мы стараемся рассказывать о них в публичном поле в надежде привлечь инвесторов.
Внедрение инноваций — это всегда долгий, дорогой и высокорискованный путь. Представителей бизнеса можно понять: у нас экономические реалии меняются каждые десять лет, а то и чаще, а зарплаты платить нужно здесь и сейчас. Но с другой стороны, без этого риска не будет и высокомаржинальных отечественных продуктов.
Со своей стороны мы стараемся закладывать потенциал для внедрения еще на этапе проектирования реакции: придумываем доступные способы синтеза, которые не требуют, например, проведения аргоновой линии* через весь завод или использования баснословно дорогих катализаторов.
* Прим. ред.: система подачи инертного газа (аргона) для изолирования химических реакций от кислорода и влаги. Требует сложных инженерных решений и дорогих перестроек на производстве
Главный пример — наши средства защиты растений. Мы разработали новые классы соединений для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур.
Сейчас на рецензии в авторитетном научном журнале находится публикация по результатам наших четырехлетних полевых испытаний совместно с ВНИИФ. Мы продемонстрировали, что наши соединения работают на уровне, а местами и лучше, чем зарубежные препараты против фитофтороза картофеля
Фитофтора — огромная проблема для России с нашим прохладным и влажным летом, этот грибок способен полностью уничтожить урожай картофеля (как во время массового голода в Ирландии в XIX веке).
Практически все активные компоненты для средств защиты растений у нас привозные — в России их просто смешивают и разводят. Собственного синтеза почти нет, а это вопрос критической продовольственной безопасности страны: если нам перекроют поставки, мы останемся без урожая. Область очень прибыльная и стратегически важная, но требует долгой синергии химиков, биологов и аграриев.
Мы активно сотрудничаем с Вьетнамом, у них из-за тропического климата огромная проблема с грибковыми поражениями растений, которые уничтожают буквально все. Есть совместный российско-вьетнамский грант в лаборатории Ивана Яременко, мы летаем на научные семинары обсуждать дальнейшее партнерство.
Что касается западных стран — то, как ситуация преподносится в широких медиа, не совсем соответствует действительности. Существует очень короткий список международных журналов, которые перестали принимать статьи от авторов из России, — например, два немецких журнала особенно отличились в этом, но мы просто перестали туда отправлять рукописи и не расстроились. Сложнее тем институтам, которые напрямую подпали под санкции, — у них выбор издательств действительно стал ограниченным.
В страны Азии мы летаем совершенно спокойно, нас туда приглашают и нам рады. На этих площадках пересекаемся с коллегами из Европы и Америки, никакого негатива лично к нам нет, все сосредоточены на науке.
Нам всем я хочу пожелать одного: продолжать работать и получать удовольствие от своего дела. И тогда любые времена можно пережить
Да, Китай демонстрирует просто нереальные темпы развития научной мысли, технологий и результатов. Спасибо их грамотной государственной политике в этом вопросе — они мощно вложились в химическую промышленность.
Если 30 лет назад местные специалисты во многом копировали чужие наработки, то сейчас у них выросла колоссальная собственная база ученых, инженеров и технологов. У них очень короткий путь от лаборатории до производства, а скорость генерации решений такова, что за ними тяжело даже просто успевать следить по публикациям.
Мне кажется, главный навык, как и в любой сфере, сегодня — это умение постоянно учиться новому. Наука и техника развиваются семимильными шагами, регулярно появляются прорывные инструменты и методы анализа.
Защита докторской диссертации не означает, что учеба закончена: я тоже каждую неделю прочитываю свежие выпуски научных журналов и, сталкиваясь с незнакомой темой, сажусь изучать материалы с нуля.
Чаще как прикладной инструмент в сопутствующих задачах. Например, когда пишу статьи на английском и формулирую сложное, громоздкое предложение, использую ИИ-редакторы, чтобы посмотреть на альтернативные варианты. Они нередко предлагают более изящные формулировки.
В самой химии мы применяем базы данных с предсказательными моделями для анализа ЯМР-спектров. Кроме того, в нашем институте, в лаборатории академика Ананикова, создаются ИИ-инструменты для автоматического анализа масс-спектров* высокого разрешения. Обычно спектр выглядит как график с миллионом пиков, и вручную искать нужный — мучительная задача.
О замене человека речь не идет. ИИ пытается предсказывать условия реакций, но это работает только там, где накоплен большой массив чистых данных для обучения. Если данных по теме нет, нейросети не на чем учиться. Еще есть прецеденты создания роботов-манипуляторов, которые сами смешивают компоненты.
* Прим. ред.: масс-спектрометрия — один из самых продвинутых методов, чтобы узнать, из каких элементов состоит вещество и какова его масса.
За автоматизацией будущее, она будет развиваться, но работы живым химикам хватит еще очень надолго. Мы точно успеем адаптироваться.
С одной стороны, популярно и просто рассказывать о химии мне дается с трудом: я очень не люблю упрощать (хотя многие выдающиеся популяризаторы говорят, что нужно не упрощать, а объяснять иначе, но у меня так не получается). С другой стороны, важно и приятно, если мне удалось хотя бы одного человека спасти от хемофобии, которую считаю большим злом современного мира.
Честно говоря, от стереотипа, что «химия вредна», а все «натуральное» априори полезное и безопасное, уже глаз дергается.
В соцсетях процветает повальная хемофобия. Но ведь мы сами — и вообще все вокруг — состоим из химических соединений! Обычное садовое яблоко содержит несколько десятков различных спиртов и альдегидов
Особенно люди боятся лекарств. Хотя если включить здравый смысл и не уходить в конспирологию по поводу большой фармы, становится ясно: сертифицированная таблетка производится в контролируемых условиях, в чистоте. В ней должно содержаться ровно столько активного соединения, сколько указано на упаковке, есть четкая инструкция по дозировкам — все куда прозрачнее, чем в какой-нибудь травяной мази, которую приготовила соседка.
С растительными средствами все вообще непросто: содержание активных веществ в них колоссально варьируется в зависимости от сезона, сорта, места сбора и условий хранения. К тому же это всегда сложная смесь соединений, и далеко не все из них изучены одинаково хорошо.
Но люди почему-то охотнее потребляют условный «натуральный» отвар, чем годами проверенную таблетку, и не думают о побочках. Этого я искренне не понимаю.
Да, у нас не бывает быстрых результатов или мгновенных карьерных взлетов, поэтому критически важно держать фокус на долгосрочную перспективу. Очень помогает искреннее удовольствие от самого процесса.
Мне правда безумно нравятся химические реакции: люблю ставить их сама, думать о них, читать литературу, обсуждать с коллегами. Это спасает в сложные периоды — например, когда получаешь подряд несколько неудачных рецензий.
Нужно просто держаться, никто не обещал, что будет легко. У меня, наверное, еще работает миллениальский подход: нет слова «не хочу», надо делать
При этом я стараюсь соблюдать баланс. Выходные посвящаю спорту: хожу в фитнес-зал, по возможности бегаю. Это очень помогает по жизни. Отпуска всегда провожу максимально активно: выбираю пешие или лыжные походы, открываю новые места. Всей душой люблю Дальний Восток, там невероятно красиво.
Я бы пошла в медицинскую химию или все-таки в сферу защиты растений — выбор сложный, ведь обе области с точки зрения химии, да и человечества в целом, невероятно важные. И там и там требуются космические ресурсы. Особенно в медицине, когда дело доходит до клинических испытаний с участием людей.
Неслучайно новые препараты на рынок выводят преимущественно фармгиганты: они могут позволить себе вложить десятки миллионов долларов на горизонте 15 лет с огромным риском того, что все сорвется на финальной стадии. Имея безлимитные ресурсы, зайти в эти сферы и провести хорошие проекты от колбы до всеобщего быта было бы потрясающе.
