Zinātnes Vēstnesis

Plānojam vienu, bet māte daba saka – šī reakcija ir citāda

RTU Organiskās ķīmijas tehnoloģijas zinātnieku grupa ceļā uz starptautisku konferenci Horvātijā,  2021 .gads. Fonā Adrijas jūras līcis. Foto: Privātais arhīvs. RTU Organiskās ķīmijas tehnoloģijas zinātnieku grupa ceļā uz starptautisku konferenci Horvātijā, 2021 .gads. Fonā Adrijas jūras līcis. Foto: Privātais arhīvs.

 “Fundamentālā zinātne rūpējas par vispārējiem sapņiem no kuriem kādreiz var izaugt realitāte. Ja nav to sapņu, nebūs arī to praktisko izgudrojumu. Ja visi pētīs tikai to, ko rīt var apēst un uzvilkt mugurā, apstāsimies pie svecēm un pie zirgu ratiem, jo tie taču labi darbojas! Fundamentālā zinātne ir tā, kas palīdz pārkāpt to robežu no tā, kas šodien labi darbojas, uz to, kas varbūt varētu darboties rīt. Protams, ka fundamentālajai zinātnei ir tiesības arī uz neizdošanos, jo arī evolūcijā ir tas, kas izdzīvo, un tas, kas neizdzīvo. Tāpat ir ar fundamentālās zinātnes idejām, jo daudz kas neiznāks, un tām arī nav jāiznāk, jo citādi nevar izdomāt neko jaunu. Tas būtu absurds, ja mēs tagad sēdētu te, izdomātu un rīt izglābtu cilvēci. Ir jābūt n+1 idejai, no kurām varbūt tikai tā viena arī būs tā, kas darbosies pēc tam, bet tā būs tā, kas palīdzēs pārraut to ciklu, lai būtu kaut kāda nākamā izaugsme,” saka Rīgas Tehniskās universitātes Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūta direktors, LZA akadēmiķis Māris Turks sarunas turpinājumā laikrakstam “Zinātnes Vēstnesis” par plānotiem un neplānotiem sintēzes procesa rezultātiem, par sintēzes metožu vispārīgumu, par svecēm un zirgu ratiem, par zinātnes komercializāciju un pienesumu tautsaimniecībai.

Laikraksts "Zinātnes Vēstnesis" 2 (618), 2022. gada 28. februāris

Intervijas pirmo daļu ar Māri Turku un Irinu Novosjolovu lasiet laikraksta “Zinātnes Vēstnesis” 2021. gada decembra izdevumā.

 

Plānojam vienu, bet māte daba saka – šī reakcija ir citāda

 

Kādā intervijā minējāt, ka ne vienmēr sintēžu procesa rezultātā ir iegūts kas derīgs.

Jautājums būtu tāds – kā mēs zinām, ka esam ieguvuši to, ko uzrakstījām uz papīra? Ķīmiķis plāno uz papīra un datorā, uzzīmē struktūras, pēc tam iegūst kādu vielu. Kā mēs zinām, ka tas atbilst tai struktūrai, kuru esam plānojuši iegūt?

Jāizšķir divi aspekti. Ja tā ir plānota organiskā sintēze, ideālā gadījumā sanāk tieši tas, ko esam plānojuši. Mēs to izdalām ar 95% iznākumu, un atkritumi ir tiešām tikai atkritumi. Organiskajā ķīmijā lieto organiskos šķīdinātājus. Protams, cenšamies tos reģenerēt. Piemēram, ja ir etanols, acetons, etilacetāts, tad to, ko varam, to reģenerējam un lietojam atkārtoti kā šķīdinātāju. Iegūstam 95% iznākumu, visi esam laimīgi, un tur nekādu citu atkritumu nav. Ja reakcija nav sanākusi un ir notikusi polimerizēšanās vai radusies 101 viela, kur hromatogrāfiskajā analīzē redzam veselu lērumu signālu, kur nevaram nevienu identificēt kā pamatsignālu, tad tik tiešām ir jāatzīst, ka sintēze nav izdevusies.

Ja ir tā, ka plānojam iegūt vienu vielu, bet redzam, ka rodas trīs vielas, bet tās rodas relatīvi tīras un bez piemaisījumiem, tādā gadījumā tā ir neplānota organiskā sintēze, un tieši tādos brīžos var atklāt kaut ko negaidītu. Plānojam vienu, bet māte daba saka – šī reakcija ir citāda.

Piemēram pētot purīna cikla aizvietošanos, tas ir, kā vienas grupas aizvietot ar citām, pēkšņi izrādījās, ka mēs ne tikai aizvietojam, bet šo purīna ciklu atbrīvojam. Tas sašķeļas citos interesantos savienojumos, kas ir atkal jauns pavērsiens.

Sintēzes metožu klāsts arvien straujāk pieaug. Ir tik daudz jau esošas metodes un rodas jaunas. Kāpēc ir vajadzīgas aizvien jaunas un jaunas metodes?

Ļoti labs, filozofisks un ilgi atbildams jautājums. Tas ir apmēram tāds pats salīdzinājums kā – kas bija vainas svecēm un kāpēc vajadzēja izdomāt elektrību; kas bija vainas zirgu ratiem un kāpēc vajadzēja izdomāt iekšdedzes dzinēju un radīt automašīnas?

Protams, ka ir vesels klāsts metožu ķīmijā. Ja runājam konkrēti par organisko sintēzi, tā jau puslīdz modernā izpratnē sāka ķīmisko ražošanu 19. gadsimta 80. vai 90. gados. Tas ir laiks, kad tika izdomāts aspirīns, un tas jau tika ražots sintētiski. Metodes bija metodes, bet vienmēr jau vajag ātrāk, vairāk, iedarbīgāk un tagad arī – “zaļāk” un videi nekaitīgāk.

Vēl ir daudz kas, ko joprojām ķīmiķi nemaz nemāk izdarīt. Piemēram, materiālzinātnieki uz papīra uzzīmē sapņu struktūru, ieliek datorā, izrēķina molekulārās orbitāles šai vielai, kuru viņiem vajadzīga. “Lūdzu, uztaisiet!” Bet tad ir jautājums – ar kādām metodēm to darām? Ja rīkojamies pēc sentēvu metodēm, mums, iespējams, vajadzēs 12 sintēzes stadijas, kamēr radām to, ko fiziķi ir vēlējušies. Ja izstrādājam jaunas metodes, kuras iepriekš neeksistēja, varbūt pietiktu ar 4 sintēzes stadijām. Ļoti ceram, ka organiskie ķīmiķi, kuri pēta fundamentālo zinātni un rada jaunas sintēzes metodes, joprojām būs vajadzīgi, jo, neraugoties uz visiem lielajiem sasniegumiem, ir vēl daudz ko sasniegt arī turpmāk.

Ko nozīmē “sintēzes metožu vispārīgums”?

Salīdzinājumam aplūkosim galdniecību un metālrūpniecību. Jums ir skrūve. Skrūve ir ļoti vispārīgs un labs saistītājelements. Jūs varat skrūvēt visu pēc kārtas kopā. Ņemam ādu un pieskrūvējam pie koka. Ņemam metālu un pieskrūvējam pie plastmasas. Mainīsies skrūves forma un uzgrieznis vai vēl kaut kas, bet, visticamāk, varēsim saskrūvēt. Tā būtu ģeniāla sintēzes metode, jo mikroskopiskajā jeb nanolīmenī, kur darbojas atomi, tas būtu tā, ka mēs ņemam jebkuru atomu un pievienojam jebkuram citam atomam. Tā būtu ģeniāla un universāla metode visam. Diemžēl ķīmijā tik universālas metodes šobrīd nav.

Nākamais līmenis būtu metināšana, bet tā darbojas tikai metāliem. Tad ir kausēšana. Kausēšana darbojas arī plastmasai. Tās būtu nākamā līmeņa metodes, kas ir jau specifiskākas vienai konkrētai vielu klasei. Mūsu izstrādātās purīna klases savienojumu sintēzes metodes nav gluži skrūves. Nevarēsim tās izmantot pilnīgi visam. Varam aizvietot konkrētus heterociklus. Tie būtu pirimidīna klases heterocikli, jo purīnā ir ieslēgts arī pirimidīna heterocikls.

Mūsu purīna klases savienojumu sintēzes metodes tiešām ir pārnesamas uz pirimidīna klases ķīmiskajām vielām, kur ir tādi savienojumi kā hinazolīni, kas ir viens no annelētiem jeb kondensētiem pirimidīniem. Ja apzināmies, ka purīns kā kodols jau ir pamatā ļoti daudziem savienojumiem, katrs nākamais heterocikls ir pamatā ļoti daudziem citiem savienojumiem – vai tas būtu hinozolīns vai piridopirimidīns. Ja zinām, ka varam pārnest šīs metodes, tad tas jau ir pietiekami vispārīgi. Lai gan nespēsim tās pārnest varbūt uz benzolu, uz parastajiem ogļūdeņražiem vai uz acetonu, taču spēsim tās pārnest uz pirimidīna tipa savienojumiem, kur jau varam sarakstīt vismaz padsmit vai dažus desmitus savienojumu klases.

Minējāt, ka jūsu institūts īsteno arī komercprojektus.

Mums ir laba sadarbība ar Latvijas farmācijas nozari un polimērmateriālu nozari. Protams, organiskajai ķīmijai pirmajā brīdī tuvāka būtu farmācija – tās pašas mazās molekulas, heterocikli un vēl daudz kas cits, kas jāsintezē. Latvijas farmācijas nozarei ir ļoti raksturīgi darboties patentbrīvo zāļu segmentā. Tās ir tā dēvētās ģenēriskās zāles, tātad medikamenti, kam ir beidzies izgudrotāju patenta termiņš un kuras var sākt brīvi ražot. Viņi izpēta, kuras zāles pasaulē ir populāras, kurām tūlīt beigsies patents un ko varētu sākt ražot papildus, lai paplašinātu savu piedāvājumu. Ir lietas, ko viņi izstrādā paši, bet ir tādas, kur viņiem pietrūkst jaudas vai ir citas prioritātes, kas jādara, un kur, paldies Dievam, mēs varam būt noderīgi, lai izpētītu patentu un zinātnisko literatūru par konkrēto savienojumu, un rast risinājumu tam kā to varētu ātri, lēti, ar labu kvalitāti sintezēt, turklāt nevis tikai kaut kādā mazā daudzumā, bet lai metode būtu mērogojama, lai tā būtu piemērota rūpnieciskai ražošanai. Mēs pētām gan literatūru, gan arī sintezējam, optimizējam procesus, lai varētu ieviest ražošanā.

Ja salīdzinām komercpasūtījumus eksaktajās zinātņu jomās un sociālo zinātņu jomās?

Eksaktajās jomās ir nedaudz citādi, jo ir vajadzīgi lieli kapitālieguldījumi. Vēl viens piemērs, kāpēc farmācijas uzņēmumi pasūta ārpakalpojumus, ir tas, ka viņiem ir gan laboratorijas, gan cilvēkresursi, bet izpētei nav tik daudz resursu, jo lielākos spēkus iegulda ražošanā. Lai veiktu sākotnējo izpēti, ir vajadzīga arī dārga aparatūra, kuras izmaksas var pārsniegt pat vairākus miljonus eiro.

Mēs varam šo izpētes procesu, kas ir vajadzīgs komercražotājam, veikt efektīvāk. Tikai tad, kad process ir atstrādāts, kad uzņēmumam ir standartvielas, tas var to darīt ar saviem jau nosacīti vienkāršotajiem aparātiem.

Dabaszinātņu un inženierzinātņu projekti ir ļoti ietilpīgi zinātniskās infrastruktūras ziņā. Valsts institūtos vai universitātēs tā ir pietiekami laba, un tā ir daudz efektīvāka par uzņēmumos esošo.

Vienā no intervijām sacījāt, ka “fundamentālā pētniecība daudzos aspektos ir atrauta no reālās dzīves, jo no tās praktiski izmantojami rezultāti var parādīties tikai pēc gadu desmitiem”. Kāpēc tik ilgi?

Tāpēc, ka tas ir domas lidojums. Tur ir cita pieeja definēšanai, cita domāšana. Varbūt pat paša pētījuma objekta vēl nav. Kāpēc tā ir? Ko var izdarīt? Ko var atklāt jaunu? Populārzinātniskajā literatūrā tagad raksta par Higsa bozonu. Kur to izmantos? Nekur! Neatceros, kad tas tika teorētiski ieteikts, bet pagāja apmēram 50 gadi, un tikai nesen piešķīra Nobela prēmiju par šo atklājumu. Tā novērtēšana nāk pēc sazin cik gadiem. Ar Eiropas kodolpētījumu organizācijas (CERN) palīdzību droši vien ir vislabāk parādīt fundamentālās zinātnes ļoti attālo, bet tomēr svarīgo saistību ar reālo dzīvi. Lai visas tās metodes izstrādātu un izpētītu, vajadzēja gan datu pārvades sistēmas, gan dažādas pusvadītāju tehnoloģijas, gan aukstumiekārtu tehnoloģijas, ko pēc tam atsevišķi varēja pārņemt citas inženiertehniskās jomas un radīt no tā produktus. Arī internets ir no turienes, jo tajos laikos, 20. gadsimta 80. gados, bija milzīgi datu masīvi, kas, protams, mūsdienās liktos smieklīgi, bet tā laika vadiem tas bija kaut kas neiedomājams. Uz tā pamata radās internets.

Fundamentālā zinātne rūpējas par vispārējiem sapņiem, no kuriem kādreiz var izaugt realitāte. Ja nav to sapņu, nebūs arī to praktisko izgudrojumu. Ja visi pētīs tikai to, ko rīt var apēst un uzvilkt mugurā, apstāsimies pie svecēm un pie zirgu ratiem, jo tie taču labi darbojas!

Fundamentālā zinātne ir tā, kas palīdz pārkāpt to robežu no tā, kas šodien labi darbojas, uz to, kas varbūt varētu darboties rīt. Protams, ka fundamentālajai zinātnei ir tiesības arī uz neizdošanos, jo arī evolūcijā ir tas, kas izdzīvo, un tas, kas neizdzīvo. Tāpat ir ar fundamentālās zinātnes idejām, jo daudz kas neiznāks, un tām arī nav jāiznāk, jo citādi nevar izdomāt neko jaunu. Tas būtu absurds, ja mēs tagad sēdētu te, izdomātu un rīt izglābtu cilvēci. Ir jābūt n+1 idejai, no kurām varbūt tikai tā viena arī būs tā, kas darbosies pēc tam, bet tā būs tā, kas palīdzēs pārraut to ciklu, lai būtu kaut kāda nākamā izaugsme.

Inženierzinātnes, dabas un dzīvības zinātnes Latvijā esot augstā līmenī, bet vienlaikus tiek pārmests, ka zinātne neievieš rezultātus ražošanā.

Viedoklis, ka zinātnei kaut kas būtu tiešā veidā jāievieš ražošanā, jau pašā saknē ir apšaubāms, jo ražošana ir uzņēmējdarbība, bet zinātnieks nav uzņēmējs. Ir, protams tāds termins kā valorizācija, ko tagad RTU cenšas attīstīt un tas ar labiem panākumiem var strādāt jaunajai paaudzei, jo tur atkal ir jābūt attiecīgai kultūrai un videi, lai tas attīstītos. Varbūt tagad nāk jaunā paaudze, kurai ir nedaudz tas Silīcija ielejas gēns iekšā, proti, es tagad mācos, uzsūcu visas tās teorētiskās zināšanas, bet apzinos, ka nevēlos būt zinātnieks, jo gribu uz tā bāzes radīt kaut ko jaunu un tirgot to. Un tad es pamācos no profesoriem, pēc tam dibinu jaunuzņēmumu, attīstu idejas, veidoju uzņēmumu. Iespējams, tam būs zinātnisks pamats, bet tas būs uzņēmums. Tā nav fundamentālā zinātne pēc būtības.

Katram ir jādara tas, ko viņš prot. Prasīt, lai zinātnieks būtu gan ar augstu Hirša indeksu un pretendētu uz Nobela prēmiju, gan vienlaikus uzreiz arī jautāt, kāpēc viņš nav ieviesis ražošanā kaut ko, nav reāli. Tikpat labi viņam varētu vēl pajautāt, kāpēc viņš nav uzrakstījis dzejoļu krājumu vai vēl kaut ko. Katram ir jādara to, ko viņš māk. Nevar būt ģeniāls it visur. Jābūt inovāciju pārneses projektiem un tai infrastruktūrai, kur visi, kuri spēj un vēlas to darīt, grib būt uzņēmēji, to var darīt. Jā, tam ir jābūt un tas ir jāatbalsta, bet fundamentālai zinātnei, pēc manas dziļākās pārliecības, tas nav jādara. Jā, ir jābūt saziņai un atbalstam, bet katram zinātniekam tagad nav jāražo.

Tā ļoti abstrakti runājot, zinātne pret ražošanu ir tikpat kā universitāte pret tehnikumu, jo zinātne pēta to, kas varētu būt un kas ir svarīgs nākotnē, un tai ir tiesības arī kaut kur kļūdīties un pēc tam atkal to atzīt un turpināt pētīt, savukārt ražotājam ir svarīgi ražot, atmaksāt kredītu un nopelnīt. Ražotājs nemaz nevar atļauties veikt fundamentālo zinātni, jo viņam rīt vajag ienākumus. Tās ir divas pilnīgi pretējas pasaules.

Un kā ar viedokli, ka zinātnei jāattīstās ciešā sasaistē ar tautsaimniecību un jādod pienesums ekonomikas attīstībai.

Jā, tas, ka tai ir jāiet sasaistē un jādod pienesums tautsaimniecībai, tam es pilnīgi piekrītu. Mēs visi esam valsts daļa, un mēs arī esam “daļēji” valsts iestāde, jo RTU un manis pārstāvētajai fakultātei tiešais valsts atbalsts ir apmēram 40–45% (atkarībā no sekmēm projektos), kas ir mācību un zinātnes bāzes finansējuma summa. Tā būtu kā valsts dotācija. Bet 55–60% mums ir pašu iegūtā nauda. Jā, tur ir gan Latvijas Zinātnes padomes (LZP) konkursu finansējums, gan arī ārzemju projekti un nozares industrijas līgumdarbi, bet pat ja LZP finansējums ir valsts nauda, tā vienalga ir iegūta konkursā, un to uzskata par ārēji iegūtu, jo valsts nav to piešķīrusi tāpēc, ka mēs te sēžam, bet tāpēc, ka uzvarējām konkursā. Līdz ar to tādā kontekstā mēs esam par 40–45% valsts iestāde, bet lielākoties esam pašapmaksājošs uzņēmums, ja tā var izteikties.

Otrkārt, universitātes līmenī studijas nevar atraut no zinātnes, ja to izdara, universitāte pārvēršas par tehnikumu. Lai universitāte darbotos ir vajadzīga zinātne. Jābūt profesoriem un mācībspēkiem, kuri apzinās pasaules zinātnes elpu, kuri spēj darboties līdzi pasaules zinātnei, kuri spēj piesaistīt grantus un projektus. Kad studenti izstrādā bakalaura un maģistra darbus, nemaz nerunājot par promocijas darbiem, daudzi darbi jau no bakalaura līmeņa ir izstrādāti zinātnisko projektu tēmās. Tātad, ja nebūtu projektu, nebūtu arī bakalaura darbu. Būtu kādi citi, ar zinātni nesaistīti. Tagad tie darbi ir piesaistīti pie zinātniskām pētījumu tēmām, un jaunieši var apgūt visu zinātniskās attīstības procesu. Man to ir viegli un droši teikt, jo mēs RTU Organiskās ķīmijas tehnoloģijas institūtā veicam gan fundamentālos pētījumus, kuru rezultātus publicējam labos ārzemju žurnālos, gan pildām ķīmijas un farmācijas uzņēmumu līgumdarbus, kuru rezultātus šodien ievieš ražošanā. Atkarībā no gada un veiksmes konkursos nodrošinām 40–70% no RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes līgumdarbu apjoma. Kā zinātnieki ļoti atbalstām tautsaimniecību ar savu ekspertīzi, bet tas neliedz uzskatīt, ka fundamentālajai zinātnei kā procesam, nav uzreiz viss jāievieš ražošanā.

Tie, kuri nevēlas būt zinātnieki, bet grib pēc bakalaura vai maģistra grāda iegūšanas strādāt nozarē, viņi vienalga apzinās, ko nozīmē izpētīt procesu, ko nozīmē sākt punktā, kad nekas nav zināms, kad priekšā ir tikai literatūra. Tādā kontekstā universitāte ir tā vieta, kur ir zinātnē balstīts studiju process, vieta, kur varam sadarboties ar uzņēmējiem un dot pienesumu tāpēc, ka ir pietiekami labi attīstīta infrastruktūra un daudz zinātnieku, kuriem jau ir doktora grāds un kuri uz visu skatās citādi nekā, piemērām, nozares laborants, un kuri spēj attīstīt metodes un nodot tās izmantošanai nozarē. Tas ir ļoti nozīmīgs pienesums. No tā zinātnes loka noteikti izaugs cilvēki, kuri atradīs savu vietu arī tad, ja viņi nevēlēsies būt zinātnieki, bet gribēs veidot jaunuzņēmumus, jo viņiem ir radusies ģeniāla doma, ko attīstīt. Atkal būs pienesums!

Laikrakstam “Zinātnes Vēstnesis”
sagatavoja Ilona Gehtmane-Hofmane

Lasīts 572 reizes
We use cookies
Informējam, ka šajā tīmekļa vietnē tiek izmantotas sīkdatnes (angļu val. "cookies")