Природа єдина. Вивчати її треба за єдиними загальними принципами

18 липня 2019 907

Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка виповнюється 10 років.

Природа єдина. Вивчати її треба за єдиними загальними принципами

Випуск магістрів.

Інститут високих технологій був заснований 1 липня 2009 року, отже, в цьому році, коли весь Київський національний університет імені Тараса Шевченка наближається до свого 185-річчя, Інститут високих технологій відсвяткував лише своє 10-ліття. Однак, недивлячись на свою відносну молодість, цей підрозділ університету вже напрацював значний освітній і науковий потенціал та став відомим центром міждисциплінарної підготовки фахівців в Україні.

В останні десятиліття розвинуті держави світу визначили як пріоритетні низку напрямів наукових досліджень, що розташовані на стиках класичних дисциплін і пов’язані з такими ключовими для прогресу людства галузями, як нанотехнологія, створення нових матеріалів, науки про живе, наукоємне приладобудування, альтернативна енергетика, медицина. У розвинутих країнах світу економіка працює в шостому технологічному укладі, і тому на розвиток саме цих сфер діяльності направляються значні матеріальні ресурси. Про це свідчать зростаюча кількість high-tech-компаній та start-апів, значне збільшення кількості публікацій, присвячених наукоємним технологіям, дедалі більша кількість наукових програм, що підтримуються в розвинутих країнах на загальнодержавному рівні, та міжнародних наукових грантів. Сьогодні загальновідомо: що більше використовуються міждисциплінарні ідеї при проведенні наукового пошуку, то з більшою ймовірністю з’являються наукові відкриття. Експерти з історії науки вважають, що приблизно через 20 років частка наукових відкриттів, які не використовують такого підходу, зменшиться до 3%. По суті це означає, що на сучасному етапі розвитку природничих наук та відповідної міждисциплінарної освіти інститут діє не тільки згідно з відомим висновком, що природа — єдина, а й виходячи з того, що вивчати її закони треба за єдиними загальними принципами. Інститут високих технологій був створений та успішно розвивається в руслі саме таких тенденцій.

Першим директором Інституту високих технологій у 2009 році було призначено колишнього першого проректора університету доктора фізико-математичних наук, професора, академіка АПН України Олега Третяка. Враховуючи виклики сучасності, він доклав значних зусиль до комплексного та різнобічного розвитку інституту, формування його кадрового потенціалу. З квітня 2015 року інститут очолив доктор фізико-математичних наук, професор, академік Академії наук Вищої школи Володимир Ільченко. Під його керівництвом продовжилися подальша структурна реорганізація Інституту високих технологій, впровадження нових спеціальностей.

З моменту свого заснування Інститут високих технологій уже здійснив 8 випусків магістрів та 2 випуски бакалаврів (перший набір до магістратури ІВТ відбувся в 2010 році, а перший набір до бакалаврату — в 2014-му). Нині в інституті навчаються понад 300 студентів.

ІВТ має тісні партнерські відносини з інститутами НАН України (Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова, Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова, Інститут магнетизму, Інститут молекулярної біології та генетики, Інститут неорганічної хімії), з вітчизняними компаніями високотехнологічного профілю (Укроргсинтез — Enamine, НаноМедТех, Київгаз та інші), а також з закордонними дослідницькими установами. Сьогодні інститут співпрацює з Institut des Nanotechnologies de Lyon (France), Institut national des sciences appliquees de Lyon (France), Ecole Centrale de Lyon (France), Hahn-Meitner-Institut Berlin (Deutschland), Leibniz-Institut fur Molekulare Pharmakologie (Deutschland), Karlsruhe Institute of Technology (Deutschland), University of Cambridge (United Kingdom), L’Universite Claude Bernard Lyon (France), Middle East Technical University (Turkey), National Chiao Tung University (Taiwan), National American University — Denver (USA), Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University (USA).

Інститут високих технологій сьогодні має в своїй структурі чотири кафедри (кафедра нанофізики конденсованих середовищ, кафедра супрамолекулярної хімії, кафедра молекулярної біотехнології та біоінформатики, а також кафедра теоретичних основ високих технологій). В інституті працюють 30 викладачів (з них 14 професорів, серед яких 1 академік НАН України, 2 члени-кореспонденти НАН України, а також 8 доцентів та 8 асистентів), 42 наукові працівники та 18 співробітників навчально-допоміжного персоналу.

Кафедра нанофізики конденсованих середовищ була базовою при створені ІВТ у 2009 році і була сформована на основі колишньої кафедри напівпровідникової електроніки радіофізичного факультету, яку свого часу створили та якою керували видатні науковці України — В. Є. Лашкарьов, В. І. Стріха, О. В. Третяк. Сьогодні завідувач кафедри — заслужений діяч науки і техніки України, лауреат державної премії України у галузі науки і техніки, доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Скришевський.

Спільно з інститутом INSA (Ліон, Франція) розроблено фотоелектричний сенсор («електронний язик»), що може використовуватися для детектування різних речовин у повітрі, продуктах харчування, рідинах тощо. Робота сенсора базується на використанні гетероструктур, основою яких є кремнієва пластина. Під дією світла сенсор генерує електричний сигнал, параметри якого дуже чутливі до хімічного складу речовин, що аналізуються. Розробка захищена міжнародним патентом, співвласником якого є Київський національний університет імені Тараса Шевченка, та опублікована у високорейтинговому міждисциплінарному журналі «ACS Applied Materials and Interfaces». Американське хімічне товариство (ACS) поширило прес-реліз для інформування бізнесової та наукової спільноти про цю розробку вчених ІВТ, у якому визнало цю розробку серед найкращих у галузі хімії в 2014 році. Спільно з Ecole Centrale de Lyon (Ліон, Франція) створена й успішно реалізується програма подвійного дипломування для магістрів з нанотехнологій.

З моменту створення інституту кафедрою супрамолекулярної хімії керує доктор хімічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки Ігор Комаров, який також був відзначений престижною науковою премією Georg Forster міжнародного наукового фонду Александра фон Гумбольдта. Особливою гордістю колективу кафедри є практикуми з хімії та органічного синтезу, що були організовані за підтримки відомої в Україні та далеко за її межами компанії «Єнамін». З цією компанією наш інститут у 2016 році уклав договір про співробітництво у галузі освіти та науки. Протягом періоду 2016—2019 років студенти інституту опановують навички роботи в сучасних хімічних лабораторіях, обладнаних за останнім словом сучасної хімічної науки з урахуванням досвіду роботи викладачів кафедри під час їх стажування в найкращих хімічних лабораторіях світу.

Спільні зусилля українських і французьких колег привели до створення в інституті у 2017 році програми подвійного дипломування. У цьому році кафедра супрамолекулярної хімії має перших випускників цієї програми, котрі отримають дипломи Київського університету імені Тараса Шевченка та Страсбурзького університету. Для освітньої програми «Хемоінформатика» також у короткий термін спільно з кафедрою біологічного спрямування в інституті були створені програми курсів, які не мають сьогодні аналогів в Україні: «Хемоінформатика», «Біоінформатика», «Молекулярна фармакологія».

Найголовніше досягнення наукових робіт кафедри — технологія, що використовує винахід, який наразі ліцензується в німецькій біотехкомпанії «Люмобіотікс». Учені кафедри та їхні німецькі колеги винайшли технологію керування активністю ліків за допомогою світла. Вони довели, що таким чином можна «перемикати» антибіотик: «вмикати» та «вимикати» світлом його антибактеріальні та протиракові властивості. Вчені створюють фоточутливі лікарські засоби, які активуватимуться світлом лише в тих ділянках людського тіла, де необхідне лікування. У такому разі терапія не шкодитиме пацієнтові, причому після терапії ліки можуть бути дезактивовані дією світла.

Основними напрямами роботи кафедри молекулярної біотехнології та біоінформатики є дослідження фізико-хімічних механізмів функціонування живого на різних рівнях організації, комп’ютерна біологія і біоінформатика. Цією кафедрою з моменту створення інституту керували відомі в Україні та за її межами авторитетні вчені: доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Дмитро Говорун — найцитованіший вчений України-2018 (h-index — 40); доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Олександр Корнелюк — відомий роботами в області молекулярної біології. З вересня 2018 року кафедру очолює молодий талановитий вчений у галузі структурної біоінформатики в Україні кандидат біологічних наук, доцент Олексій Нипорко. Дослідження в цій галузі проводяться в тісному співробітництві з ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Джексонівським Державним Університетом (Jackson State University, USA) та Університетом Західної Австралії (University of Western Australia).

Значна частина наукових досліджень кафедри проводиться спільно з Інститутом молекулярної біології і генетики НАН України. Поєднання глибоких знань з біології, фізики та хімії дало змогу вченим кафедри створити портативні ферментні електрохімічні біосенсори, що є надзвичайно чутливими та селективними детекторами органічних сполук, у тому числі отруйних речовин, природних метаболітів, біологічно активних речовин. Напрямом «Біосенсорика» на кафедрі керує академік НАН України, доктор біологічних наук, професор Олексій Солдаткін, який є засновником школи біосенсорики в Україні. Докторантка інституту Ольга Броварець (науковий консультант — професор Д. М. Говорун) стала в 2018 році наймолодшим доктором наук в Україні.

Діяльність кафедри теоретичних основ високих технологій сфокусована на читанні курсів загальної та теоретичної фізики і математики, курсів фізики твердого тіла, фізики низьковимірних систем та проведенні наукових досліджень на стику теоретичної фізики, хімії та наук про живе. З часу заснування інституту кафедрою успішно керує добре відомий в Україні та за кордоном вчений, фізик-теоретик, доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Лозовський. Поряд з теоретичними дослідженнями кафедра успішно розвиває експериментальні методики, для яких є суттєвою побудова складних математичних моделей досліджуваних явищ. На кафедрі теоретичних основ високих технологій працює відомий своїми теоретичними розробками в галузі спінтроніки професор Олексій Колежук — член наукового комітету Національної ради України з питань розвитку науки і технологій при Кабінеті Міністрів України.

Одним із перспективних напрямів діяльності Інституту високих технологій є розробка приладів та систем подвійного призначення. Зазвичай новітні технології широко застосовуються для вирішення задач спеціального призначення. Особливо це стосується сучасних електронних систем. Цей напрям діяльності безумовно є надзвичайно важливим для нашої країни, його очолює директор інституту доктор фізико-математичних наук, професор В. В. Ільченко. На сьогодні від Інституту високих технологій було надано цілу низку пропозицій підприємствам Укроборонпрому та отримано цілу низку позитивних відгуків. Зокрема, разом з механіко-математичним факультетом університету, Військовим інститутом університету в Інституті високих технологій успішно ведеться науково-дослідна робота над розробкою акустоелектронного сигнального комплексу охорони об’єктів цивільного та військового призначення. Такі системи раніше не виготовлялися в Україні, хоча за своїми параметрами вони не поступатимуться світовим аналогам, а в багатьох випадках і перевищуватимуть їх.

Інститут високих технологій підійшов до 185-річчя Київського національного університету імені Тараса Шевченка та свого 10-річного ювілею, маючи вагомі здобутки, потужний науково-педагогічний та дослідницький потенціал для міждисциплінарної підготовки висококваліфікованих фахівців, постановки й успішного вирішення нових перспективних завдань у сфері університетської освіти та науки.