ХХХVI читання академіка В.І. Вернадського «Науково-технологічне лідерство – головний чинник міцності держави і суспільства»: як це було

17 березня 2026 року в будівлі Президії Національної академії наук України відбулися ХХХVI читання академіка В.І. Вернадського «Науково-технологічне лідерство – головний чинник міцності держави і суспільства». Нагадаємо, цей захід відбувається в Академії щороку і приурочений до дня народження її засновника і першого Президента академіка Володимира Вернадського (1863–1945).

Зі вступним словом до учасників зібрання звернувся член Президії Національної академії наук України, голова Комісії НАН України з наукової спадщини академіка В.І. Вернадського академік НАН України Вячеслав Кошечко:

«Дозвольте привітати вас з відкриттям ХХХVI читань академіка Володимира Івановича Вернадського — видатного вченого, мислителя, великого організатора науки, першого президента Національної академії наук України. Його наукова спадщина, глибина філософських узагальнень і стратегічне бачення ролі науки у розвитку людства й сьогодні залишаються важливим орієнтиром для наукової спільноти.

Тема нинішніх читань — «Науково-технологічне лідерство — головний чинник міцності держави і суспільства» — надзвичайно актуальна, на мою думку, для сучасного світу. У XXI столітті саме наука, інновації та високі технології визначають економічну силу держав, їхню безпеку, конкурентоспроможність і здатність до сталого розвитку. Наукові знання стають ключовим ресурсом, що формує нову якість суспільного поступу.

Для України ця тема має особливе значення. У складних умовах війни наша держава дедалі більше переконується, що науково-технологічний потенціал є одним із фундаментальних чинників національної стійкості й обороноздатності. Сьогодні українські вчені активно працюють над створенням нових матеріалів, технологій, засобів захисту (тобто оборони), інформаційних і енергетичних рішень, які допомагають зміцнювати безпеку держави та підтримувати її економіку.

Водночас наука має відігравати ключову роль і в майбутньому відновленні України. Саме інновації, сучасні технології, розвиток високотехнологічних галузей та інтеграція до європейського і світового наукового простору мають стати основою повоєнної модернізації країни. У цьому контексті ідеї Володимира Івановича Вернадського про визначальну роль наукової думки в еволюції людства, про формування ноосфери як простору відповідального і раціонального розвитку цивілізації набувають нового звучання.

Вернадські читання традиційно є важливою науковою платформою для обговорення стратегічних проблем розвитку науки, технологій і суспільства. Вони сприяють міждисциплінарному діалогу, об’єднують дослідників різних галузей знань і формують нові підходи до розв’язання складних викликів сучасності.

Певен, що ХХХVI читання академіка Вернадського стануть майданчиком для змістовних дискусій, нових наукових ідей та практичних пропозицій, спрямованих на зміцнення науково-технологічного потенціалу України, розвиток інновацій та підвищення ролі науки у забезпеченні стійкості нашої держави».

Побажавши всім учасникам заходу плідної роботи, цікавих доповідей, конструктивних дискусій і нових творчих здобутків, академік НАН України Вячеслав Кошечко надав слово для вітання Президентові Національної академії України академікові НАН України Анатолієві Загородньому.

«Вельмишановні колеги, дорогі друзі, мені дуже приємно вітати всіх учасників XXXVI читань академіка В.І. Вернадського від імені Президії Національної академії наук України. Наша Академія завжди приділяла велику увагу вивченню наукової спадщини Володимира Івановича. Й інакше не могло і бути, – зазначив академік НАН України Анатолій Загородній. – Нагадаю, до 150-річчя від дня його народження наша Академія видала, не побоюся сказати, чи не найповніше видання праць Володимира Івановича, а на додачу ще й два томи його листування. Науковий спадок Володимира Івановича Вернадського – фантастичний і невичерпний. З ним варто працювати далі. І ми це робитимемо. Будемо надихатись його ідеями, які, як ми переконуємось, особливо сьогодні, лишаються дуже й дуже актуальними. Бо якщо ми хочемо перемогти і відбудуватися, то не маємо іншого вибору, аніж спиратися виключно на новітні технології. А без науки це неможливо. Те, що сьогодні в нас знову відбуваються читання на честь академіка Вернадського, дуже правильно, напевно. Повторю, інакше не могло і бути, адже Володимир Іванович – і організатор, і засновник, і перший президент нашої Академії. Він видатний філософ, науковець, великий природознавець, якого можна поставити в один ряд із класиками природознавства.

У тому, що ми проводимо сьогодні цей важливий захід, є велика заслуга Комісії НАН України з наукової спадщини академіка В.І. Вернадського і голови цієї Комісії академіка Вячеслава Григоровича Кошечка. Протягом багатьох років дуже багато для цього робив і продовжує робити наш шанований академік Олексій Семенович Онищенко. Без нього важко було б уявити роботу Комісії. На його плечах лежало і сьогодні лежить іще чимало питань із забезпечення її діяльності.

Фантастично цікава програма сьогоднішніх читань – це чергове свідчення того, що наша Академія дійсно тримає високий рівень наукових досліджень і дотримується заповітів свого першого очільника. Бажаю всім успішної роботи, цікавих доповідей, плідних дискусій, добра і здоров’я!».

По тому присутні оплесками привітали багаторічного голову Комісії НАН України з наукової спадщини академіка В.І. Вернадського, радника Президії НАН України академіка НАН України Олексія Онищенка із днем народження, що його він відзначає саме 17 березня.

Далі учасники заслухали сім наукових доповідей.

«Сучасному станові еволюції біосфери в умовах формування науково-технологічного лідерства держави» присвятив свою доповідь радник при дирекції Інституту географії НАН України академік НАН України Леонід Руденко:

«Стратегії та напрямів розвитку Незалежної й вільної України, а також формування його умов сьогодні стосується дуже важлива частина досліджень у Національній академії наук України. Адже раніше зосереджувалися переважно на тимчасових проблемах – оформленні Незалежності держави, економічних негараздах початку 1990-х років, розробленні галузевих стратегій і на окремих проєктах суспільного розвитку. Сьогодні ми працюємо на віддаленішу перспективу. Але суспільство теж має розуміти, чому довгострокові стратегії мають значення. Бо різні опитування засвідчили недостатній рівень обізнаності населення, передусім молодших поколінь, наприклад, щодо сталого, збалансованого розвитку. Отже, проблема просвітництва існує. І науковці й освітяни мають поширювати знання про те, що зараз відбувається на нашій планеті. А все, що відбувається на планеті, нагадаю, відбувається у біосфері. Класичне визначення біосфери запропонував австрійський геолог Едуард Зюсс – ще 1875 року: біосфера – це жива оболонка Землі, що охоплює нижню частину атмосфери, всю гідросферу та верхню частину літосфери і населена живим організмами. Вона є глобальною екосистемою, склад і енергетика якої зумовлені діяльністю живих істот, зокрема й людини. Науковці вже давно дійшли думки, що голоцен, як етап розвитку природи, закінчився і настала нова епоха – антропоцен. Та людина, як біологічний вид, стала небезпечною для самої себе. Володимир Іванович Вернадський писав: «Першопричина кризи – вічний конфлікт матеріального і духовного в людині». Саме це гальмує розуміння багатьох гострих проблем. Людина ненажерлива, вона хоче дедалі більше споживати природні ресурси і суспільні вигоди. Основні сучасні постулати розвитку суспільства – брати більше ресурсів, інтенсивніше і швидше їх використовувати, проникати далі, вище й глибше. Наслідки – порушення властивостей компонентів природи і структури природних ландшафтів, забруднення компонентів природи на глобальному і регіональному рівнях. Близько 20 років тому наш Інститут опублікував спеціальну монографію, яка так і називалася: «Україна: основні тенденції взаємодії суспільства і природи у ХХ ст. (географічний аспект)». Якими є тенденції взаємодії суспільства з природою сьогодні? Можна виокремити кілька: прояв перманентних стресів і збільшення їхньої частоти в процесі взаємодії суспільства і природи у ХХ столітті; розширення ареалів взаємодії, перехід від локального до глобального рівня взаємодії; порушення механізмів саморегулювання й відновлення рівноваги у природному середовищі, а також екологічних функцій геосистеми; перевищення рівнів екологічно допустимого антропогенного впливу на природу. На деяких, доволі великих, територіях це настільки змінило умови природного середовища, що людині там жити стає дедалі важче. До названих викликів можна додати небезпеку термоядерної війни, обмеженість ресурсів розвитку, критичний стан природного середовища і глобальну зміну клімату, а також міжцивілізаційні та релігійні зіткнення. Отже, все це вже змінило і продовжує змінювати біосферу – середовище, в якому, повторюю, живе, зокрема, й людина. Ще 30 років тому було виявлено такі тенденції, як: скорочення площі природного середовища, зростання споживання первинної біологічної продукції, опустелювання і деградація земель, зникнення біологічних видів, якісне виснаження вод і суходолу, погіршення якості життя тощо. Ці тенденції нікуди не зникли, вони не просто лишаються, а й посилюються, особливо через зміни клімату, суттєво знижуючи якість природного середовища.

Далі я хотів би зосередитися на двох позиціях. Перша – наукові дослідження властивостей і зміни станів земної оболонки, а також умов проживання людини та живих організмів. За роки існування людства сформувалась його чітка орієнтація на постійне використання компонентів природи, що впливало на їхній стан і на біорізноманіття. Стали очевидними докорінні зміни у видовому складі світової та регіональної біоти, її співвідношеннях. Порушилися відомі біохімічні цикли. Зріс вплив життєдіяльності людини на головні види природних ресурсів, що призвело до їхнього часткового вичерпання, зміни їхньої якості й втрат. Усі хочуть добре жити, мати газ, нафту й інші критичні корисні копалини. До цих витрат додаються ресурси на ведення війн. За даними Світового банку, у світі щороку утворюється близько двох мільярдів тон твердих відходів. За підрахунками Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України [нині це структура у складі Міністерства економіки, довкілля та сільського господарства України], в Україні зафіксовано 6 тисяч легальних полігонів і 27 тисяч нелегальних. Уряд за підтримки науковців Національної академії наук дуже багато робить для збереження природного середовища, відкриття нових національних парків і заповідників тощо. Але є багато проблем, які доведеться розв’язувати найближчими роками. Наприклад, давати раду будівельним відходам, що утворюються внаслідок російських атак на нашу інфраструктуру.

Громадськість, інтелектуали і світові лідери, реагуючи на забруднення довкілля, спонукали до ухвалення багатьох документів для пом’якшення і призупинення впливу на стан довкілля. 1992 року було ухвалено Порядок денний на ХХІ століття, а 2000 року – затверджено Цілі розвитку тисячоліття (2015 року – Цілі сталого розвитку 2030). Але ці документи мають бути не тільки у літературі, в наукових публікаціях, а й у нашому житті.

Науковці розуміють, що після глобальних катастроф і чергового великого вимирання природа на планеті Земля з часом може відновитися. Вона видозміниться, як це вже було багато тисячоліть тому, можуть з’явитись інші види фауни і флори. Та що буде з людством? Адже навіть невеликі зміни в якості природного середовища відчутно позначаються на стані людини, на її здоров’ї та розвитку. Тож усі наступні покоління – у небезпеці. Людство так і не усвідомило наслідків Хіросіми, Нагасакі, Чорнобиля, випробувань ядерної зброї. А тому не думає не тільки про нащадків, а й про себе зараз.

Стан геосфери земної оболонки давно визнано незадовільним і тривожним. Тому перед науковцями постає питання про опрацювання сутності екологічної модернізації як нової моделі взаємодії суспільства і природи, що спрямована на призупинення тенденції погіршення умов життєдіяльності людини. Щоб визначити кроки екологічних модернізацій, китайські науковці проаналізували тренди окремих екологічних ефектів протягом останніх 300 років і виокремили такі аспекти світової екологічної модернізації: екологічна модернізація не є легкою; екологічна модернізація є стійкою історичною тенденцією; екологічна модернізація потребує координації в межах кожної держави; екологічна модернізація потребує міжнародної співпраці; на сьогодні немає найкращої моделі екологічної модернізації.

Крім об’єднання зусиль для спільних досліджень, ми, науковці, маємо також формувати пропозиції до окремих законодавчих актів держави щодо підвищення екологічної відповідальності територіальних громад під час опрацювання стратегічних планів розвитку громад. На нашу думку, дієвим механізмом реалізації екологічної модернізації має бути Стратегія збалансованого економічного, соціального й екологічного розвитку держави. В умовах війни її, звісно, немає. Але потрібно думати про те, що війна колись закінчиться і перед нами постане питання відбудови нашої держави, відновлення умов нашого існування.

Друга позиція моєї доповіді стосується системної кризи суспільства і цивілізаційного розладу. Для сучасного світу властиве поширення нової геополітики з особливою увагою до простору, в якому функціонують народи із різним цивілізаційним визначенням. Я повсякчас про цей простір і про те, що в просторі відбувається все: живе людина, розвиваються промисловість, транспорт, енергетика тощо. Ця нова геополітика вже давно потребує уважнішого вивчення. Національна академія наук України останнім часом оприлюднила кілька національних доповідей, в яких порушено ці питання. Але потрібно досліджувати їх і далі. Важливо пам’ятати, що період двополярного світового порядку (або ж період так званої холодної війни) завершився, сформувалися нові політико-економічні угрупування (БРІКС, Глобальний Південь), які тепер інакше, ніж раніше, ставляться до розмежування своїх сфер впливу в різних регіонах світу.

Наведу ще одні результати китайських досліджень, цього разу – щодо модернізації економічного розвитку в 131 країні світу. За єдиними для всіх цих країн індикаторами автори виокремили дві історичні стадії модернізації суспільства: первинну (перехід до індустріального суспільства) і вторинну (перехід до суспільства, що базується на знаннях). Згідно з цим дослідженням, у фазу вторинної модернізації увійшло лише 29 країн, 12 – мають аграрну орієнтацію, 90 – досі у первинній фазі. Ми ж в Інституті географії НАН України завершили великий проєкт із відстеження формування міської мережі на території нашої держави у 1897–2022 роках. Можу сказати, що за цей час у стані поселенської структури України, особливо міської поселенської структури, сталися величезні зрушення.

Науковцям варто зважати на методичні підходи до розуміння та практичного застосування певних доробків і традицій у напрямах руху до вторинної модернізації, що особливо важливо для програми відновлення України. У цьому контексті звернуся до ще одного китайського наукового матеріалу – «Традиції і модернізація цивілізації». Він охоплює економіку, суспільство, політику, культуру, екологію, поведінку індивіда у традиційних суспільствах, а також суспільствах первинної та вторинної модернізації. Гадаю, це може бути корисним для консолідації зусиль усіх науковців, надто в геоекологічних, суспільних і технологічних напрямах.

Україна, на жаль, не належить до країн вторинної модернізації. Зміна правлячих еліт не призводила до затвердження чіткого курсу й орієнтирів розвитку. На відміну від багатьох інших держав світу, ми не маємо загальнонаціональної стратегії розвитку, хоча маємо галузеві стратегії (щодо водних ресурсів, щодо стану розвитку природно-заповідної справи, щодо демографічного розвитку й інші; їх можна переглянути, наприклад, на Урядовому порталі), які, втім, не містили ширших візій. «Без власної стратегії підпадеш під вплив чужої тактики», – вважає директор Українського інституту майбутнього Анатолій Амелін. На його думку, на перших етапах Незалежності наша країна розв’язувала переважно локальні проблеми на кшталт приборкання інфляції, налагодження обігу власної валюти, проведення приватизації, але відсутність стратегічної мети і стратегічного плану далися взнаки, призвівши до того, що відбувається з нами зараз. Нагадаю, що власну стратегію розвитку мають Австрія, Бельгія, Велика Британія, Греція, Данія, Естонія, Ірландія, Ісландія, Іспанія, Італія, Кіпр, Латвія, Литва, Люксембург, Мальта, Нідерланди. І ці стратегії працюють. А згодом на їхній основі було розроблено стратегію й Європейського Союзу.

В Україні, на жаль, дуже мляво вивчають питання політичної географії, які переважно лишаються поза увагою дослідників. Але ще Збіґнєв Бжезинський, розглядаючи геополітичні рухи на різних континентах, писав: «Євразія – це шахівниця, на якій і далі триватиме гра за глобальне верховенство, і ця боротьба включає геостратегію – стратегію керування політичними інтересами». А критичним ядром безпеки він означив Францію, Німеччину, Польщу й Україну. Ці твердження не втратили актуальності, адже нинішня росія повернулася до своєї старої тактики – колонізації сусідніх територій. Вона робила це й раніше, прирощуючи землі й майже ніколи їх не освоюючи. Наприклад, у 1920-х роках росія відібрала в України частину українських етнічних земель, які приєднала до Курської, Воронезької та Білгородської областей. Сто років тому понад 80% населення цих територій становили українці. Колонізація та варварські напади й погрози віддавна є головними принципами геополітичної доктрини росіян. Семюел Гантінгтон помилявся, вважаючи, що Україна і росія (московія) належать до одного цивілізаційного простору. Насправді це не так. Сьогодні існує кілька сценаріїв завершення російсько-української війни, та найкращим із них є, звісно, повернення до кордонів 1991 року. Цивілізаційна суб’єктність – це здатність до незалежності й свободи, спроможність бути собою, розвиватися, розгортати приховані потенції.

Величезні збитки, завдані довкіллю й суспільству війною, про які вже відомо, потребують від науки посилення участі під час опрацювання консолідованих підходів, насамперед до:

• стратегування нового адміністративно-територіального устрою держави на основі вдосконалення функціонального зонування території в умовах корінної зміни геополітичної ситуації на основі оцінювання інтегрального потенціалу території;
• осучаснення регіональної політики у нових територіальних виділах;
• розроблення Стратегії збалансованого економічного, соціального і екологічного розвитку територіальних громад.

В умовах війни на перший план виходять прагматичні функції науки. А це передбачає:

• вивчення питань геополітики і воєнної географії (підготовка програм, підручників, конкретні дії);
• посилення (поновлення) політичної географії з наголосом на дослідження змін геополітичних рухів, на посилення воєнного потенціалу й аналіз формування можливих міжрегіональних конфліктних ситуацій.

Зміни, які відбуваються, потребують докорінної зміни навчальних програм у школах і вишах – з спрямуванням молодих людей на екологічно орієнтоване суспільство і технологічний модернізм. А отже, не обійтися без просвітницької діяльності та поліпшення її якості. З огляду на це, науковці мають:

• сприяти розробленню (і навіть наполягати на ньому) навчальних нових програм для освітянських закладів усіх рівнів (від дитячого садочка до вишів) з означеними цілями розвитку;
• активізувати участь у розробленні стратегій збалансованого розвитку громад і регіонів та розробленні планів реалізації цих стратегій;
• сприяти формуванню глобалізованого мислення й усвідомлення сучасних геополітичних векторів розвитку.

Певний доробок для цього ми вже маємо. Скажімо, ще 2012 року Інститут географії НАН України за замовленням тодішнього Міністерства екології та природних ресурсів України і за участі колег з кількох інших наукових установ Національної академії наук України, а також із Державної екологічної академії післядипломної освіти та управління виконав науково-дослідну роботу й підготував Національну доповідь «Стан виконання в Україні положень «Порядку денного на ХХІ століття» (2002–2012)»», де виважено оцінено досягнення та проблеми нашої держави на цьому шляху. А готуючись до саміту «Ріо+20» (того ж таки 2012 року), фахівці Інституту географії НАН України разом із представниками інших наукових установ і громадських організацій в ініціативному порядку й відповідно до Програми розвитку ООН в Україні підготували «Проєкт доповіді України до Конференції ООН зі сталого розвитку «Ріо+20»».

…2000 року, виступаючи з цієї ж трибуни, я говорив, що ми, як людство, мусимо зробити все, щоб екологічні проблеми зупинилися на тому етапі, де ми ще п’ємо бутильовану воду, а не дихаємо крізь протигази. На жаль, негативні тенденції зберігаються.

Завершити свій виступ я хотів би словами Ювала Ноя Харарі: «Вирішальним чинником завоювання світу була здатність об’єднувати багатьох людей. Отже, ми маємо об’єднати зусилля всіх землян, щоби подолати загибель планети від відходів життєдіяльності людини»».

Про «Синергію штучного інтелекту, математичного моделювання та оборонних технологій» розповів директор Навчально-наукового комплексу «Інститут прикладного системного аналізу» Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України та НАН України член-кореспондент НАН України Павло Касьянов:

«Сьогодні штучний інтелект, математичне моделювання й оборонні технології вже не існують окремо одне від одного. Саме на цьому перетині формується нова якість наукових досліджень і практичних рішень, зданих забезпечити технологічну стійкість, безпеку і стратегічну перевагу держав. Штучний інтелект дає змогу працювати з великими обсягами даних, виявляти приховані закономірності, підтримувати ухвалення рішень у складних і динамічних умовах. Математичне моделювання, своєю чергою, забезпечує глибину, строгість і надійність таких рішень, даючи змогу не лише описувати складні процеси, а й прогнозувати їхній розвиток, оцінювати ризики і знаходити оптимальні стратегії дії. Оборонні технологію є тією сферою, де ця синергія набуває особливо значення, адже йдеться не лише про інновації, а про збереження державності, життя людей і спроможність країни ефективно відповідати на сучасні виклики. Тому саме синергія штучного інтелекту, математичного моделювання й оборонних технологій є не просто актуальними науковим напрямом, а й стратегічною необхідністю. Вона відкриває можливості для створення інтелектуальних систем підтримки ухвалення рішень, адаптивного керування складними об’єктами, аналізу невизначеності різної природи, прогнозування критичних сценаріїв і розроблення нових підходів до безпеки й оборони. У своїй доповіді я тезово зосереджусь саме на цьому підході, де фундаментальна математика, сучасні алгоритми штучного інтелекту та прикладні оборонні задачі підсилюють одна одну, формуючи підґрунтя для рішень нового покоління. Розповім про співпрацю з нашими іноземними колегами і про виконання задач, поставлених в Україні.

Спершу – про фундаментальний складник. Ще від 2010 року ми під головуванням академіка НАН України Михайла Згуровського та з партнерами зі США розпочали спільні дослідження в галузі математичних методів ухвалення рішень і методів стохастичної оптимізації. Ми розробляли так звану математичну теорію частково спостережуваних марковських процесів ухвалення рішень. І одержали низку теорем щодо існування і методів знаходження оптимальних стратегій для цих процесів. Ми знайшли достатні умови як для існування, так і для частково спостережуваних ситуацій, узагальнили це, довели до ступеню критеріїв і застосували до низки задач, які частково стосувалися промисловості й робототехніки. Це були 2013–2014 роки. Тоді саме з’явився науковий напрям, який зараз є дуже популярним і лежить в основі методів штучного інтелекту, – так зване навчання з підкріпленням. Його застосування ще в той час дало ефект у наших дослідженнях, переважно для задач керування запасами, передачі інформації, усунення несправності мереж тощо (безпековими питаннями ми ще не займалися – це сталося вже згодом, коли почалася війна).

А потім «зима штучного інтелекту» минула – і розпочалася, скажімо так, «весна». 2013 року, коли компанія “Google” придбала компанію “DeepMind”, теоретичні технології, закладені у методи навчання з підкріпленням, почали реалізовуватися для різних задач, в яких людина була не така успішна, як ці алгоритми. Ми свого часу теж долучилися до подібних досліджень, зокрема до задач молекулярної динаміки, пов’язаних із високопродуктивним моделюванням білкових середовищ. Принцип складності полягав у тому, що ми не мали змоги розв’язувати рівняння безпосередньо, адже молекул у білках можуть бути десятки тисяч, та й кожна молекула містить певні складники. У динаміці все це описувалося якоюсь гігантською кількістю нелінійних рівнянь, які необхідно було розв’язувати одночасно. Тож наші партнери з Університету Канзасу (там діє Центр обчислювальної біології, один із найуспішніших у світі) вигадали GRAMM – альтернативну можливість розв’язувати ці рівняння не стандартними, класичними методами (методами скінченних елементів чи ще якось), а за допомогою так званих MCMC-алгоритмів, тобто алгоритмів типу Марковських ланцюгів Монте-Карло. Долучившись до цієї діяльності, ми теж зробили свій внесок і разом з американськими колегами прискорили цю роботу на кілька порядків. У підсумку було створено публічний сервер GRAMMCell. Це ШІ-платформа, на якій обчислювальні біологи можуть перевіряти свої обчислення, наразі – лише щодо обмеженого переліку типів білків. На ці дослідження працюють додаткові сервери у штаті Нью-Йорк. Завдяки їм можна масштабувати нашу роботу. Поки що цими задачами більше цікавляться наші іноземні партнери, ніж українські. Але є й наші фахівці – зокрема ті, що працювали чи працюють в установах НАН України, – які звертають уваги на цей напрям роботи, навіть відкривають компанії в Україні й за кордоном. І зацікавлені у співпраці з нами.

2021 року ми взялися до досліджень у галузі так званого Military Operations Researches (дослідження операцій у військовій сфері) і спільно з американськими колегами із Військово-морською післядипломною школою США (NPS) та Університету Стоні Брук (Нью-Йорк, США) виграли грант на розроблення методів багатокрокового аналізу в умовах невизначеності й ризику. В чому тут особливість і як наша організація долучилася до цієї діяльності? Як я вже зазначав, коли протягом 2013–2015 років почалася нова хвиля інтенсифікації у технологіях штучного інтелекту, те, що раніше вважалося більш теоретичним і навіть «іграшковим», стало доступним для багатьох людей і запрацювало також на практиці – завдяки розвитку обчислювальних можливостей і програмних продуктів. Того ж таки 2021 року фахівці компанії “DeepMind” опублікували статтю “Rewards are enough”, в якій підкреслили, що задачу побудови достатнього штучного інтелекту достатньо формалізувати як задачу покрокового ухвалення рішень. А згрубша – як задачу частково спостережуваного марковського процесу ухвалення рішень, де є задані простори станів і простори дій, а перехідні імовірності можуть бути невідомі, але відома винагорода. У цих випадках за допомогою певних алгоритмів можна було побудувати систему достатнього штучного інтелекту, яка розв’язуватиме ту чи ту проблему. І це виявилось ефективним. Нас теж долучили до певних досліджень. Які ж результати вдалось одержати?

Візьмімо, наприклад, сценарій вторгнення в мережу. Скажімо, є вузол (node), з якого можна інфільтрувати або зчитувати інформацію. Задача тут – максимізувати цю інформацію за певний проміжок часу. Зокрема, вводячи певні зручні критерії – ентропійний чи ще якийсь. Як це влаштувати? Задача виявилася цілком математичною. Було доведено теорему, що якщо ці вузли мають лінійну структуру, якщо їхня кількість скінченна, то є математично обґрунтовуваний алгоритм, що до певного моменту інформацію потрібно інфільтрувати, а далі – збирати. Це найоптимальніший випадок. Цікавіший випадок – коли система нелінійна. Тоді ця задача формалізується за допомогою задачі багаторукого бандита і за допомогою алгоритмів, пов’язаних із навчанням з підкріпленням і так званим UCB-алгоритмом, і розв’язується доволі успішно. Подібна задача – задача маршрутизації ресурсів зображень, яку ми розв’язували з NPS. Коли вона практично застосовується? Наприклад, якщо потрібно автоматично й безконтактно з командним центром налаштувати відеокамеру безпілотника на функціонування в різних режимах так, щоб за одну місію він зібрав максимум інформації відповідно до певного критерію. Це розраховується аналогічно і не потребує великих ресурсів. Ще одна задача була пов’язана з ланцюжками постачань для морських експедиційних підрозділів. Вона теж формалізувалася за допомогою задачі нелінійної оптимізації й успішно розв’язувалася на основі розроблених методів. До цього ж типу задач належить і задача пошуку, коли у великому просторі потрібно знайти певний об’єкт за якимись характеристиками, орієнтуючись на обмежену кількість сенсорів. Ідеться не про технічне рішення, а саме про те, як, маючи певні можливості, організувати пошук так, щоб одержати результат із найбільшою імовірністю.

Крім того, було створено кілька онлайн-платформ підтримки ухвалення рішень. Одна з них – ШІ-платформа “Dysruption” для динамічної підтримки й утримання інфраструктурних мереж. Інша – ситуаційно-аналітична платформа для моделювання сценаріїв вторгнення.

Усі ці наукові результати відображено в публікаціях у фахових міжнародних виданнях, зокрема Journal of Convex Analysis (щодо збіжності для інтегральних функціоналів) і Naval Research Logistics (узагальнення щодо теорії ігор). Є також статті про марковські процеси ухвалення рішень і автономні системи.

Останніми роками ми взялися за не зовсім типові для нас завдання і виконуємо проєкти як на замовлення організацій, так і за підтримки Національної академії наук України і Національного фонду досліджень України (під керівництвом академіка НАН України Михайла Згуровського). Це продовження досліджень, про які я сказав. Вони стосуються створення загальної теорії прикладної платформи когнітивних автономних систем, функціонування яких забезпечується штучним інтелектом. З відповідними застосуваннями».

Про «Біоколоїдну хімію для інноваційних технологій та новітніх матеріалів» доповів директор Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України доктор технічних наук Віталій Прокопенко:

«Видатні ідеї Володимира Івановича Вернадського про роль живої речовини у розвитку нашої планети здійснили революційні зміни у науковій картині світу, справили глибокий вплив на формування сучасного наукового світогляду.

Вони відкрили нові шляхи пізнавання матеріального світу на основі концепції про біосферу та ноосферу. Важливу роль у вченні про біосферу В.І. Вернадський приділив актуальності взаємодії «живої та косної» (за його визначенням) речовини на рівні колоїдного стану, зокрема у процесах формування природних органомінеральних комплексів.

Тут, на наш погляд, надзвичайно важливою подією, що розвинула ці уявлення, стало відкриття нашими вченими – академіком нашої Академії Ф.Д. Овчаренком, З.Р. Ульберг, М.В. Перцовим і В.Р. Естрела-Льописом – явища селективної (вибіркової) взаємодії (гетерокоагуляції) живих мікроорганізмів із мінеральними дисперсними частинками, а також явища дифузіофорезу, зареєстровані як відкриття №№ 361 та 376 у реєстрі Держкомвинаходів.

Дослідження, що їх виконує наш Інститут у цій галузі, за короткий період дали вагомі і фундаментальні, і прикладні результати й лягли в основу нового розділу колоїдної науки – біоколоїдної хімії, яка має свої об’єкти і предмет досліджень, відповідні методи й методологію, понятійний апарат і ґрунтується на базових уявленнях про колоїди.

Біоколоїдні процеси визначаються чотирма чинниками, що принципово відрізняють їх від традиційних.

Перший – висококонцентроване і складне дисперсійне середовище (наприклад, плазма крові).

Другий – це істотно складніша будова зовнішньої оболонки клітин, які нею (оболонкою) контактують одна з одною і/чи з мінеральними частинками.

Третій – безперервна зміна складу дисперсійного середовища в результаті життєдіяльності «живих» дисперсних фаз.

І четвертий – це реакція (відгук) живих клітин на зміну навколишнього середовища, яка викликає, своєю чергою, нову зміну останнього за складом і структурою приповерхневих утворень, що суттєво впливає на будову та властивості такої біоколоїдної системи загалом.

Ці чотири чинники визначають основний зміст цієї науки – вивчення процесів взаємодії між об’єктами живої та неживої  природи, на чому, як на одному з ключових питань, наголошував В.І. Вернадський (параграф 81 праці «Біосфера»).

Концепція, покладена в основу механізмів біоколоїдних процесів, базується на закладеній природою селективній взаємодії біологічних клітин із колоїдними мінеральними частинками і вперше розглядає у комплексі:

• спрямований рух мінеральних частинок поблизу живої клітини – дифузіофорез;
• зворотню і незворотню адгезію їх на поверхні клітини;
• проникнення всередину неї крізь плазматичну мембрану;
• «вбудову» у клітинні структури.

Дослідження цих процесів та їхніх механізмів дали змогу сформулювати поняття металофільності як генетично притаманну властивість, що відображає систему взаємодій клітин із мікро- і наночастинками мінеральної природи.

У сукупності ці уявлення дозволили розробити методологічні принципи низки прикладних напрямів та інноваційні рішення у широкому діапазоні – у гірничо-збагачувальний галузі, агропромисловому виробництві, екологічній безпеці, охороні здоров’я та ветеринарії.

Наведу кілька блоків зі згаданого.

З’ясування первинних механізмів акумуляції металів або їхніх сполук і вибірковості, а також перехід до нанорозмірних систем дало змогу з’ясувати механізми та процеси взаємодії наночастинок ряду металів із різними за природою клітинами (еукаріотичними та прокаріотичними) і їхніми структурами й компонентами.

Завдяки одержуваному тут масиву теоретичних і експериментальних даних в Інституті виконуються відповідні роботи.

Якщо коротко, то йдеться про розроблення фармпрепаратів (субстанцій) та методів і технологій їхнього застосування, засобів діагностики та цільової терапії (зокрема онкозахворювань), сертифікація наночастинок металів як біологічно активних субстанцій відповідно до норм Європейського Союзу.

Науковці Інституту синтезували широкий спектр нанорозмірних і мікророзмірних  частинок, які мають високу біологічну активність.

Особливу роль тут відіграють наносистеми на основі золота і срібла.

Наші вчені розробили технологічні прийоми одержання частинок у різних геометричних виглядах (за розмірами, формою), використовуючи, зокрема, метаболіти клітин – екзополісахариди певної молекулярної маси (це дає змогу керувати розмірами та формою частинок).

Часто це принципово щодо їхніх фармвластивостей та біобезпечності (що ж стосується останнього, то розроблено пакет нормативних документів з одержання нанорозмірних частинок і контролю їхньої біобезпечності).

Це уможливило формування нових унікальних підходів до ключових проблем наномедицини, нанобіотехнологій та нанофармації.

Передусім маю на увазі боротьбу з соціально небезпечними захворюваннями – туберкульозом, септичними ураженнями й іншими. Небезпека та ризики їхнього активного поширення у воєнний та повоєнний час є вельми серйозними. 

У нашому Інституті розроблені й розроблюються активні субстанції для лікування туберкульозу, зокрема його резистентних форм, на основі  наночастинок металів та їхніх кон’югатів (з ізоніазидом). Для цього – синтезовано біобезпечні наночастинки металів із високою туберкулоцидною активністю щодо клінічних ізолятів.

Розроблюються також методи подолання антибіотикорезистентності бактерій у складі пробіотика за допомогою застосування нанобіокомпозитного матеріалу на основі лактобактерій і біогенних наночастинок срібла.

Наведу приклади засобів із нанорозмірними частинками для медицини, ветеринарії, косметики. Скажімо, експериментальний засіб «Nano-Ag/Au» значно ефективніший, ніж декаметоксин і хлоргексидин біглюконат. Крім того, він суттєво прискорює відновлення кісткової тканини, зокрема щелепно-лицьової, за її переломів.

Іще одна розробка з цього ж пулу матеріалів медичного призначення – це антимікробний, кровоспинний та ранозагоювальний засіб «Коагулокс N», який випущено у дослідних партіях. Він має прискорену кровоспинну дію, ефективно очищує рани, запобігає їхньому вторинному інфікуванню, характеризується контрольованим вивільненням інкорпорованих препаратів.

На основі розроблених гібридних гідрогелів створено матеріали, зокрема для протиопікової терапії, відновлювальних і реконструктивних імплантаційних операцій в окулоорбітальній ділянці й на обличчі загалом (це так звані м’які імпланти), що особливо актуально через значне збільшення кількості пацієнтів, які постраждали від бойових дій.

Цій же темі присвячено нашу спільну з Інститутом фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України розробку – біокомпозитний матеріал для відновлення кісток у військовій та цивільній медицині. Створено модельні імплантати з регульованою швидкістю резорбції та високими антибактеріальними властивостями й розроблено одностадійний технологічний процес одержання гранульованого матеріалу.

З’ясовано, що наночастинки можуть бути активними модуляторами метаболізму мікробіоти.

На реальних системах, зокрема на промислових штамах бактерій (Clostridium та E.coli), ми разом з Інститутом ветеринарної медицини Національної академії аграрних наук України довели, що нанорозмірні сферичні частинки міді і заліза певних розмірів збільшують приріст біомаси у понад три рази, що є шляхом суттєвої інтенсифікації процесу, який є визначальним у виробництві промислових мікроорганізмів – продуцентів ветеринарних імунобіологічних засобів.

Це важливий чинник для повоєнного відновлення поголів’я у тваринництві.

Не можу обійти таку важливу тему, як діагностика захворювань і біосенсорика. 

Разом з Інститутом експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України ми з’ясували, що використання нанопризм золота, модифікованих полісахаридами, є ефективним для біодетекції ракових клітин і біополімерів, як супутників різних захворювань. Ракові клітини агрегують із нанопризмами золота, і ці агрегати внаслідок плазмонного резонансу доволі легко визначити за допомогою оптичного мікроскопу.

Наші частинки золота різної геометрії дають змогу створити  композити і наноплівки, які суттєво підвищують ефективність роботи електрохімічних сенсорів для детектування метаболітів соціально небезпечних захворювань людини. У принцип їхньої дії покладено специфічні хромогенні реакції наночастинок металів із патогенними бактеріями, що дає прискорення реакції у 6 разів і високу чутливість порівняно з контролем.

Створено пристрій для чисельного визначення  концентрацій коліформних бактерій та відповідне програмне забезпечення з виведенням даних на звичайний айфон або смартфон.

Перейду до іншого блоку результатів – розробок в інтересах агропромислового комплексу та виробництва харчових продуктів, що лежать у площині продовольчої безпеки держави. 

Один з одержаних результатів – це з’ясування того, що наночастинки на поверхні планарних електродів суттєво підвищують чутливість і специфічність визначення аналітів на стандартних приладах.

І тут наші вчені створили низку експресних біосенсорних аналізаторів стану ґрунтів і якості харчів за показниками забрудненості. Переваги цих розробок – низька собівартість, відсутність потреби у спеціально навченому персоналі, високий рівень чутливості, портативність, експресність (загальний час аналізу відібраних проб не перевищує 30 хвилин).

Нам видається, що такі мобільні й експресні прилади мали б бути важливим елементом військової санітарної служби та відповідних агроекологічних служб. 

Відомо, що нині значні площі продуктивних земель виснажені, забруднені токсичними речовинами, мають зруйновану структуру. В Інституті створено нанокомпозити й розроблено відповідні процеси для ремедіації деградованих і малопродуктивних земель, а також земель, забруднених залишками вибухових речовин.

Ми пропонуємо нанобіосубстрати, створені конверсією мулових відходів у гелеві композиції на основі гумінових і фульвокислот, альгінатних композитів, поліметалевих наночастинок та екзополімерів, які мають високу структуроутворюючу здатність, високі водоутримувальні властивості та сорбційну активність щодо іонів важких металів та інших токсичних речовин із можливістю керованого вивільнення засобів захисту рослин.

І наостанок – про ще один пул розробок Інституту у площині процесування харчових продуктів. Застосування імпульсної електрообробки біомаси збільшує вихід продукції на більш ніж 50 %, забезпечує високу якість і чистоту екстрактів, зменшує їхню деградацію, час процесування, витрати енергії та вплив на довкілля.

Наступний блок розробок – це біоколоїдні технології збагачення мінеральної сировини. Вони зараз у наших планах з огляду на актуальність відновлення гірничо-збагачувальної галузі України, особливо щодо благородних і рідкісноземельних металів. Тут розроблено методологічні принципи низки інноваційних колоїдно біотехнологічних рішень під назвою «Біоселект». На цій основі можна розроблювати процеси вилучення-збагачення широкого кола об’єктів гірничо-збагачувального комплексу, зокрема збагачення металів на зразок золота, платини, вольфраму, ніобію і тощо з руд та іншої дисперсної  сировини.

Згідно з технологією за допомогою спеціально розроблених методів одержуються асоціати мікроорганізмів, які використовуються як високоселективні флокулянти і сорбенти у стандартних процесах флотації під час вилучення, зокрема, золота,  шеєліту, вольфраміту. Цю технологію запропоновано як альтернативу гравітаційному процесу на Мужіївському родовищі в Україні. Вона підвищує вилучення вказаних металів на 5–25% і може застосовуватися також для вилучення радіонуклідів та широкого кола токсичних сполук із природних і техногенних вод.

Наша технологія «Біоцитан» втілила закономірності переведення мікроорганізмами іонів металів в окремі дисперсні фази для мікробіологічного руйнування особливо токсичних реагентів – ціанідів і роданідів як компонентів викидних технологічних розчинів гідрометалургії – з одержанням додаткових кількостей металів, які втрачалися.

Ще одним цікавим, на наш погляд, рішенням є створення ферумвмісних біокомпозитів на основі клітин, наприклад, мікроводорості  (Chlorella vulg.) і  ферумоксигенвмісних мінеральних фаз, утворених цими клітинами на своїй поверхні й усередині за рахунок відновної сорбції феруму з водних розчинів солей заліза.

Такий біокомпозит здатен вилучати, наприклад, дисперсне золото з руди й акумулюватиме частинки золота як мембраною, так і ферумоксигенвмісними фазами, а також даватиме змогу вилучати утворений агрегат магнітною сепарацією з високими показниками вилучення (85% за масою і більше).

Завершуючи свій виступ, хочу засвідчити, що систематичне глибоке вивчення «тонких» механізмів взаємодії біологічних об’єктів і «косної» (за визначенням В.І. Вернадського) речовини, яке здійснили та здійснюють наші вчені і яке ілюструють наведені тут результати роботи тільки нашого Інституту, дали суттєвий поштовх розвитку знань про біосферу і процеси її розвитку. Вже сьогодні завдяки одержаним результатам можна сказати про їхній високий потенціал не тільки для розширення фундаментальних знань і прикладних рішень у згаданих галузях науки й економіки, а й для одержання нових знань в інших галузях, наприклад геохімії, точніше – біогеохімії, над якими працював академік В.І. Вернадський. Тут уже можна прогнозувати цікаві результати у вивченні біоакумуляції та транспорту колоїдних фаз у гідросфері, ґрунтах, міграції колоїдних мінералів, утворення диференційованої латеральної зональності у біогенних осадкових формаціях, утворення нових типів біогеохімічних бар’єрів у процесах седиментогенезу тощо.

Отже, думки й ідеї, висловлені академіком Володимиром Івановичем Вернадським, і сьогодні не втратили своєї значущості й актуальності – як основа розвитку і фундаментальної науки, і практичного втілення, що прямо пов’язано з науково-технічним лідерством і стійкістю нашої країни та її суспільства». 

ПРЕЗЕНТАЦІЯ

Професор кафедри неорганічної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор хімічних наук, доцент Катерина Теребіленко виголосила доповідь «Розплави як універсальна платформа для створення люмінесцентних матеріалів нового покоління».

«Для мене велика честь бути представницею великої наукової школи, яку очолює член-кореспондент НАН України Микола Семенович Слободяник, який присутній тут сьогодні, – підкреслила науковиця. – Представлена доповідь присвячена окремим фундаментальним і прикладним аспектам хімії розплавів, зокрема ролі розплавних процесів у створенні нових люмінесцентних матеріалів. Концептуальною основою дослідження слугує теза, сформульована Анатолієм Глібовичем Загороднім, про те, що наука й інновації мають стати основою нашої обороноздатності та післявоєнного відновлення.

У цьому контексті технологічні рішення, що розробляються в установах Національної академії наук України та закладах вищої освіти, розглядаються як важливий чинник підвищення якості життя суспільства. Основне завдання, що стоїть перед нами, – не лише примножити вже наявні здобутки, а й екологічно реалізувати наші обмежені матеріали і ресурси. У моїй доповіді особливу увагу приділено підходам до вдосконалення технологій, що застосовуються впродовж тривалого часу, зокрема понад два десятиліття, задля підвищення їхньої ефективності та сталості».

Спершу доповідачка окреслила принципові засади функціонування сучасних світлодіодних джерел світла. Зазначила, що типова конструкція світлодіода передбачає наявність двох ключових компонентів: напівпровідникового чипа, який генерує випромінювання у синій ділянці спектра, та функціонального покриття, що забезпечує перетворення цього випромінювання на біле світло. Таке покриття зазвичай є полімерною матрицею з диспергованими люмінофорами, які модифікують спектральні характеристики вихідного випромінювання.

Попри технологічну простоту і доступність окремих компонентів, зокрема синіх світлодіодів, суттєвим обмеженням подібних систем залишається нестабільність полімерної матриці. Як наголосила Катерина Теребіленко, полімерні матеріали, які широко застосовуються у промисловості, зазнають інтенсивної фотодеградації в умовах тривалої експлуатації. Це призводить до поступового погіршення оптичних характеристик люмінофорного шару, зокрема зниження яскравості й інтенсивності випромінювання. Середній термін ефективної роботи світлодіодів із полімерним покриттям становить близько 200–400 годин, після чого їхні функціональні властивості істотно знижуються, що унеобхіднює пошук стабільніших матеріалів і технологічних рішень.

Далі доповідачка представила підхід, спрямований на усунення ключового обмеження сучасних світлодіодних систем — нестабільності полімерного компонента. За її словами, запропоновано замінити полімерну матрицю на неорганічне скло як термічно та фотохімічно стабільніше середовище для формування люмінофорного шару.

Ідея використовувати скло як матрицю для люмінофорів не є принципово новою. Зокрема, раніше було запропоновано застосовувати силікатні стекла із диспергованими люмінофорами. Однак такі підходи супроводжуються низкою технологічних обмежень, серед яких — необхідність високотемпературної обробки (понад 1600 °С), що істотно звужує коло придатних люмінофорів, а також багатостадійність процесу, яка ускладнює досягнення однорідного розподілу активної фази та, відповідно, негативно впливає на оптичні характеристики матеріалу.

Як альтернативу запропоновано використовувати модифіковані фосфатні стекла, до складу яких введено спеціальні компоненти, що забезпечують зниження температури синтезу й оптимізацію процесу формування матеріалу. Науковиця наголосила, що такий підхід дає змогу реалізувати одностадійний процес отримання функціонального покриття з одночасним формуванням люмінесцентної фази безпосередньо в об’ємі скла під час синтезу.

Принципова новизна запропонованого підходу полягає у відмові від стадії диспергування попередньо синтезованого люмінофору в матриці. Натомість реалізується концепція цілеспрямованого конструювання складу вихідної системи, за якої в процесі термічної обробки відбувається in situ формування люмінофорної фази в об’ємі скляної матриці внаслідок самодовільної нуклеації.

Катерина Теребіленко підкреслила, що такий підхід забезпечує рівномірніший розподіл активної фази та супроводжується проявом синергетичного ефекту взаємодії скляного та кристалічного складників. Це, своєю чергою, створює передумови для підвищення стабільності, відтворюваності й ефективності люмінесцентних матеріалів.

Доповідачка також розглянула фундаментальні аспекти формування структури матеріалів на прикладі залежності об’єму реакційного середовища від температури, що ілюструє конкуренцію між двома граничними станами речовини — аморфним (склоподібним) і кристалічним. У розплавній системі постійно «конкурують» порядок і безлад – і для досягнення поставленої мети завданням є не обрати один із них, а змусити їх працювати разом. Як наголосила дослідниця, ці стани відображають протилежні тенденції організації речовини: від структурної невпорядкованості скла до далекого порядку, притаманного кристалам.

Науковці-хіміки Київського національного університету імені Тараса Шевченка показали, що в умовах охолодження розплаву характер перебігу процесів визначається складом системи. У разі, якщо склад підібрано так, що кристалізація є термодинамічно або кінетично ускладненою, охолодження  відбувається поступово, без різких фазових переходів, із формуванням аморфної структури, для якої характерний лише ближній порядок розташування атомів.

Натомість у системах із тими самими компонентами, але іншими співвідношеннями, може формуватися кристалічна фаза. У цьому випадку на кривій охолодження чітко фіксується температура кристалізації, що відповідає переходу до впорядкованого стану з наявністю дальнього порядку.

Катерина Теребіленко підкреслила, що зазначені процеси традиційно розглядаються як конкурентні. Водночас запропонований підхід спрямований на їх поєднання: створення матеріалу, в якому аморфна матриця містить рівномірно розподілену кристалічну (люмінофорну) фазу. Така організація структури дає змогу досягти високої ефективності люмінесценції за одночасного контролю розмірів кристалітів і їх просторового розподілу, що відповідає сучасним вимогам до матеріалів для освітлювальної техніки.

Окрему увагу доповідачка приділила підходам до реалізації зазначеної концепції на рівні вибору складу скляної матриці. Вона наголосила, що скло розглядається як неорганічна полімерна система, основу якої становлять фосфатні тетраедри. Ступінь їхнього взаємозв’язку та просторова організація полімерної сітки визначаються природою і концентрацією введених модифікаторів.

Зазначено, що традиційно як модифікатори використовують оксиди лужних металів і рідкісноземельних елементів, які впливають переважно на структурні характеристики скла. Водночас у представленій роботі запропоновано використовувати функціонально активні компоненти, здатні поєднувати роль модифікаторів структури та сенсибілізаторів люмінесценції. До таких компонентів віднесено, зокрема, оксиди молібдену та вольфраму.

Як підкреслила Катерина Теребіленко, в межах розвитку наукової школи, започаткованої Миколою Семеновичем Слободяником, досліджуються матеріали на основі комбінованих фосфатно-вольфраматних систем. У таких матеріалах аморфна матриця виконує роль невпорядкованого середовища, яке забезпечує ізотропність властивостей і сприяє формуванню необхідної структурної неоднорідності.

У доповіді було висвітлено підходи до виконання фундаментальних досліджень, спрямованих на з’ясування взаємозв’язку між складом, структурою та функціональними властивостями матеріалів. Зокрема, використано методологію аналізу трикомпонентних систем із побудовою діаграм складу, що дає змогу ідентифікувати області формування склоподібних і кристалічних фаз залежно від співвідношення вихідних компонентів.

Окрему увагу науковиця приділила ролі молібдатного складника в таких системах. «Традиційно молібдат розглядався як інертний розчинник, завдяки такому інертному розчиннику вирощували смарагди у 1970-х і 1980-х роках, запевняючи, що молібден ніяк не впливає на процес кристалоутворення, – зауважила Катерина Теребіленко. – Проте нам вдалося знайти області, де молібден і вольфрам не лише беруть участь у кристалоутворенні, а й можуть ставати частиною кристалу – на рівні домішки від 1% до 10% (і цим теж можна керувати), а також можуть входити у кристалічний каркас як повноправний учасник взаємодії, формуючи при цьому унікальні кристалічні архітектури. Ми показали, що включення молібдатних і вольфраматних груп у кристалічний каркас зумовлює формування нових типів кристалічних архітектур із унікальними властивостями. Прикладом таких сполук є фосфатомолібдати лужних і рідкісноземельних елементів, які стали модельними системами для подальших наших досліджень.

Ми з’ясували, що люмінофорні матеріали на основі зазначених кристалічних каркасів характеризуються високою ефективністю люмінесценції. Зокрема, для фосфатовольфраматів, активованих іонами європію, досягнуто значень квантового виходу, близьких до 99 %, що пов’язано з ефективним поглинанням збуджувального випромінювання вольфраматними групами.

На підставі отриманих результатів ми визначили такі люмінофори як перспективні компоненти для створення покриттів нового покоління. Водночас показали, що молібдатні та вольфраматні групи, які залишаються в аморфній матриці, зберігають функцію сенсибілізаторів люмінесценції, забезпечуючи додаткові канали енергообміну в системі».

Особливу увагу доповідачка приділила ролі домішкових включень у кристалічних структурах, що формуються в складних оксидних системах. За її словами, показано, що розвиток сучасних фізико-хімічних методів дослідження суттєво розширив можливості керування процесами кристалізації та дав змогу отримувати матеріали з наперед заданими характеристиками.

На прикладі системи калій–бісмут–ванадій–молібден–оксиген з’ясовано, що під час кристалізації з молібдатних розплавів у структуру бісмут ванадату вводиться контрольована кількість молібдену. Це призводить до зміни локального оточення ванадатних тетраедрів і зумовлює зниження симетрії кристалічного каркасу — від шеєлітного тетраедричного до моноклінного типу. Така структурна трансформація відкриває перспективи створення нових люмінесцентних матеріалів із високими квантовими виходами, що визначаються концентрацією домішки.

Катерина Теребіленко підкреслила, що методи кристалохімічної інженерії дають змогу цілепрямовано модифікувати як катіонні, так і аніооні підґратки із введенням катіонів різної валентності. Це забезпечує можливість тонкого налаштування симетрії структури та локального координаційного оточення активних центрів.

Експериментально з’ясовано вплив концентрації молібдену і швидкості кристалізації на морфологію та розподіл домішок у кристалах. Зокрема, отримано голчасті кристали бісмут ванадату з рівномірним розподілом домішки, а також виявлено формування двофазних структур типу core-shell «ядро–оболонка» у прикристалізаційних зонах. Властивості таких матеріалів визначаються синергією взаємодії споріднених кристалічних ґраток.

Як поінформувала доповідачка, було показано, що швидкість охолодження розплаву є ключовим чинником, який впливає на ступінь входження домішок у кристалічну структуру.

Окремий напрям досліджень присвячено стеклам на основі молібдатів і вольфраматів. З’ясовано можливість введення вольфраматних компонентів у фосфатні розплави у високих концентраціях, що супроводжується зміною координаційного оточення металів. Виявлено існування двох типів координаційних поліедрів вольфраму (з координаційними числами 4 і 6), причому тетраедричні форми стабілізуються у вузькому діапазоні концентрацій. Саме тетраедричне оточення вольфраму відіграє ключову роль у процесах сенсибілізації люмінесценції. З’ясовано, що цей концентраційний діапазон також відповідає формуванню найстабільніших стекол у системі. Показано, що фосфато-вольфраматні стекла, активовані європієм, характеризуються високою інтенсивністю люмінесценції та є перспективними матеріалами для оптичних застосувань.

«Отримані результати відкривають нові можливості для створення функціональних матеріалів із керованими оптичними властивостями та мають значний потенціал для впровадження у сучасні технології», – підкреслила Катерина Теребіленко.

Доповідачка окремо наголосила на прикладному аспекті досліджень, спрямованому на створення ефективних люмінесцентних покриттів для світлодіодних джерел світла.

Серед іншого, поставлено завдання спростити технологію одержання люмінофорів шляхом розроблення покриттів для синіх світлодіодних чипів, здатних ефективно перетворювати їхнє випромінювання на біле світло. Визначальним чинником при цьому є досягнення високої спектральної чистоти й оптимального перекриття у діапазонах 380–420 нанометрів, що відповідають небажаному складникові «холодного» синього випромінювання, характерного для низькоякісних світлодіодів.

Вагомим результатом роботи, як зазначила науковиця, стало отримання умов, за яких у межах однієї технологічної стадії відбувається кристалізація люмінофору безпосередньо в аморфній матриці з формуванням матеріалу із високим квантовим виходом люмінесценції. Отримані склокристалічні системи можуть бути безпосередньо використані як функціональні покриття для світлодіодних модулів, забезпечуючи формування білого світіння.

За допомогою методів сканувальної електронної мікроскопії та картування електронної густини з’ясовано, що активатор (європій) переважно локалізується в частинках люмінофору, тоді як певна його частка залишається у аморфній матриці. Саме цей складник забезпечує додатковий сенсибілізаційний ефект і підсилює роль вольфраматного компонента у процесах енергоперенесення.

«Отримані результати дають змогу констатувати, що ключове завдання — формування композитного люмінесцентного матеріалу в одну стадію — успішно реалізовано. Подальший розвиток досліджень передбачає масштабування технології, розширення складу систем і поглиблене вивчення процесів нуклеації та росту кристалічних фаз», – зазначила Катерина Теребіленко.

Вона підкреслила, що центральним об’єктом досліджень є розплав як універсальна вихідна система, з якої можуть формуватися як кристалічні, так і аморфні або композитні матеріали. Саме склад розплаву та режими його термічної обробки визначають кінцеву структуру і функціональні властивості матеріалів.

Науковиця вважає, що перспективним напрямом подальших робіт є розвиток підходів композиційної інженерії, яка розглядається як ключова парадигма створення нових матеріалів із заданими характеристиками. «Розплав – це момент свободи матеріалу. І саме в цей момент ми визначаємо його майбутнє», – сказала доповідачка.

І на завершення свого виступу наголосила, що у сучасній розплавній хімії розплав слід розглядати не лише як середовище синтезу, а як тонкий інструмент кристалохімічного дизайну, що відкриває широкі можливості для створення як кристалічних, так і аморфних матеріалів із прогнозованими властивостями.

ПРЕЗЕНТАЦІЯ

Із доповіддю «Формування просторової структури метаугруповань прісноводних водоростей та явище «цвітіння» води» виступила провідний науковий співробітник відділу санітарної гідробіології та гідропаразитології Інституту гідробіології НАН України доктор біологічних наук Наталія Семенюк:

««Цвітіння» води – це надмірний розвиток планктонних водоростей (зокрема, синьозелених водоростей або ціанобактерій), що надає воді забарвлення і може призводити до серйозних негативних наслідків. Серед таких наслідків – зниження прозорості води, дефіцит кисню в придонних горизонтах, явища замору риби, негативний вплив на трофічні мережі та надходження токсичних речовин у водну товщу.

Інститут гідробіології НАН України вивчає проблему «цвітіння» води з 1960-х років і має цілу низку напрацювань зі з’ясування причин і закономірностей масового розвитку ціанобактерій у водних екосистемах України.

Основними причинами «цвітіння» води ціанобактеріями вважаються глобальні зміни клімату, а саме підвищення температури повітря і води, а також антропогенне евтрофування, тобто збільшення вмісту азоту і фосфору у воді. Наприклад, від 1980-х – 1990-х років спостерігається підвищення середньорічної температури повітря і збільшення вмісту фосфатів у воді. Відповідно, відзначається зростання максимальної біомаси ціанобактерій у фітопланктоні.

Необхідною умовою для масового розвитку ціанобактерій є також низька швидкість течії. Саме тому біомаса ціанобактерій у рівнинному водосховищі поступово зростає від його верхів’я до нижньої частини, і її максимум реєструється у пригреблевій ділянці.

Ціанобактерії мають низку біологічних особливостей, які забезпечують їм конкурентну перевагу в умовах потепління клімату й евтрофування. По-перше, оптимальні температури для розвитку ціанобактерій є вищими, ніж для водоростей інших відділів (зелених, діатомових). По-друге, це перевага в конкуренції за сонячну енергію. Клітини Cyanobacteria містять газові вакуолі, завдяки яким у період стратифікації водорості піднімаються на поверхню води й утворюють щільні плівки «цвітіння». Ці плівки затінюють інші види водоростей, які мають нижчий рівень плавучості за рахунок більшої питомої маси клітин і перебувають у товщі води. Крім того, ціанобактерії здатні накопичувати вуглеводи як баласт. Це дає їм змогу здійснювати вертикальні міграції в товщі води, періодично отримуючи біогенні елементи з глибших горизонтів і знову піднімаючись на поверхню води. Ціанобактерії мають великий набір додаткових фотозахисних пігментів, які захищають їх від інтенсивної сонячної радіації.

По-третє, це перевага в конкуренції за біогенні елементи. В умовах інтенсивного фотосинтезу може знижуватися доступність вільного СО₂. Ціанобактерії, які перебувають на поверхні води, можуть асимілювати СО₂ безпосередньо з атмосфери. Деякі види ціанобактерій можуть фіксувати атмосферний азот і запасати фосфор у клітинах.

Колоніальні форми ціанобактерій, які домінують під час «цвітіння» води, є не вразливими до виїдання зоопланктоном. Крім того, ціанобактерії здатні формувати стадії спокою (спори, акінети), які дають їм змогу переживати несприятливі умови.

Сьогодні географічна експансія ціанобактерій є загальновідомим феноменом. Вважається, що зростання частоти виникнення явищ «цвітіння» води пов’язане не тільки з глобальним потеплінням і регіональним евтрофуванням, а й зі здатністю водоростей переноситися на великі відстані й адаптуватися до різних екологічних умов, що сприяє їхньому успішному розселенню.

Якщо впливу змін клімату й евтрофування на розвиток ціанобактерій присвячено численні дослідження, то зв’язок між розселенням ціанобактерій і поширенням явищ «цвітіння» води є значно менш вивченим.

Саме це питання і досліджує наш відділ, ми вивчаємо просторову динаміку угруповань гідробіонтів, використовуючи нові підходи теорії метаугруповань.

Метаугруповання – це набір локальних угруповань, які пов’язані між собою шляхом розселення ряду видів, що потенційно взаємодіють.

На розселення мікроводоростей існує два протилежні погляди.

Перший – базується на аргументації, що для організмів розміром до 1 мм практично не існує географічних бар’єрів у розселенні. Їхнє поширення визначають два чинники: необмежене розселення і локальні умови середовища.

Другий – полягає у тому, що мікроскопічні організми демонструють такі ж біогеографічні закономірності у поширенні, як і макроскопічні. Тобто на їхні угруповання впливають як локальні чинники, так і регіональні.

Згідно з теорією метаугруповань, формування угруповань водоростей можна описати за допомогою чотирьох парадигм: динаміки патчів, сортування видів, «мас-ефекту» і нейтральної парадигми. У фітопланктоні переважно спостерігаються прояви двох парадигм:

• сортування видів (це процес, коли види займають найсприятливіші для них ділянки, залежно від екологічних умов);
• «мас-ефект» (це перебування видів у не типових для них місцеіснуваннях завдяки високій швидкості розселення з інших ділянок, де їхня чисельність є високою).

Ми з’ясували, що на просторову динаміку ціанобактерій, зокрема явища «мас-ефекту», можуть впливати непрогнозовані коливання рівня води, спричинені воєнними діями.

Наприклад, 2022 року в Канівському водосховищі спостерігались аномальні коливання рівня води через нестабільний режим роботи Київської ГЕС. Зокрема, високий рівень води реєструвався в червні. Крім того, у другій декаді жовтня того ж року відзначався аномально високий рівень води (за даними Центральної геофізичної обсерваторії імені Бориса Срезневського Державної служби України з надзвичайних ситуацій на пів метра вище за нормальний підпірний рівень), а в третій декаді жовтня того ж 2022 року – аномально низький рівень (на 35 см нижче за нормальний підпірний рівень).

За таких умов звичне для водосховищ явище «цвітіння» води ціанобактеріями у 2022 році спостерігалося не влітку, а розпочалось у вересні. До середини вересня як загальна біомаса фітопланктону, так і частка ціанобактерій зменшувалася, що було пов’язано зі зниженням температури води. Проте в середині жовтня, незважаючи на подальше зниження температури, частка біомаси Cyanobacteria зросла порівняно з вереснем. Відповідно збільшилась і абсолютна біомаса ціанобактерій – удвічі до майже 1 г/м³. Така біомаса ціанобактерій є нетиповою для жовтня, коли температура води становила близько 12–13°С, і, на нашу думку, пояснюється кількома причинами.

По-перше, відомо, що восени ціанобактерії починають опускатись із поверхневих горизонтів водної товщі у придонні горизонти і на дно. По-друге, основний попуск води з Київського водосховища через греблю ГЕС відбувається з придонних горизонтів. Отже, за аномально високого попуску води через греблю Київської ГЕС 12 жовтня 2022 року з придонних горизонтів Київського водосховища у Канівське водосховище потрапила доволі значна кількість колоній ціанобактерій, тобто спостерігалось явище «мас-ефекту» – перебування видів у не типових для них місцеіснуваннях.

Формування угруповань фітопланктону і явище «цвітіння» води не можна розглядати окремо, без взаємодії з контурними водоростевими угрупованнями, які розвиваються на субстратах – фітоепіфітону (угруповання на вищих водних рослинах) і мікрофітобентосу (угруповання на дні). Результати наших досліджень показують, що між планктонними та контурними угрупованнями реєструється значна частка спільних видів.

З огляду на це, ми розробили комплексний підхід до дослідження метаугруповань водоростей у тримірному просторі: за перші два виміри беремо географічні координати (широту і довготу), а як третій вимір додаємо «вертикаль», тобто систему «товща води – дно – вищі водні рослини». Потенційний обмін видами може відбуватися:

• по горизонталі (наприклад, фітопланктон різних ділянок);
• по вертикалі (між фітопланктоном, фітоепіфітоном і мікрофітобентосом однієї ділянки);
• у тримірному просторі (тобто між різнотипними водоростевими угрупованнями різних ділянок).

Якщо детальніше розглянути обмін видами між фітопланктоном і мікрофітобентосом, то найнижчий рівень подібності між цими угрупованнями реєструється влітку, що може бути проявом сортування видів – процесу, коли види займають найсприятливіші для них місцеіснування. Навесні й восени рівень подібності зростає, що може бути проявом «мас-ефекту», завдяки перемішуванню водних мас.

Цікаво, що найвищий коефіцієнт видової подібності Серенсена для «різнотипних» водоростевих угруповань зареєстровано між весняним мікрофітобентосом і осіннім фітопланктоном. На нашу думку, це пояснюється ось чим. Восени у товщі води перебувають як типово планктонні форми, так і форми, які перейшли до товщі води з фітоепіфітону наприкінці вегетації вищих водяних рослин, чи з мікрофітобентосу. Взимку всі ці види осідають на дно, тому навесні, коли ще не сформувалися зарості вищих водних рослин, значну кількість цих видів можна знайти в мікрофітобентосі.

Вивчення закономірностей «цвітіння» води потребує детального аналізу впливу як екологічних, так і просторових чинників на видовий склад фітопланктону. Наші дослідження фітопланктону та інших взаємопов’язаних альгоугруповань охоплюють великі водні об’єкти, пов’язані гідрологічно (Київське, Канівське водосховище, річку Десна та заплавні озера). Для аналізу закономірностей просторового розподілу фітопланктону ми застосували пакет metacom програми R Studio і здійснили ординування матриці присутності-відсутності видів методом взаємного усереднення, у результаті якого види з подібним просторовим розподілом і станції з подібним видовим складом групуються разом. Ординування дає змогу виявити прихований екологічний градієнт, відповідно до якого змінюється видовий склад, наприклад, гідрохімічний режим. Найбільші відмінності у видовому складі спостерігаються між фітопланктоном нижньої частини Київського водосховища та заплавних озер.

За допомогою функції Metacommunity програми R Studio на основі отриманих даних було визначено, що метаугруповання фітопланктону характеризується квазі-клементсіанською структурою. Особливості квазі-клементсіанської структури полягають у тому, що більшість видів характеризуються широкими ареалами, які охоплюють більшу частину екологічного градієнта. Тобто зміни екологічних чинників вздовж емпіричного градієнта є незначними порівняно з шириною ніш видів у метаугрупованні. На нашу думку, квазі-клементсіанська структура фітопланктону також може бути пов’язана з тим, що планктонні водорості вільно плавають у товщі води, а отже, можуть переноситися течією у не характерні для них локалітети (явище «мас-ефекту»). Крім того, види, які спричинюють «цвітіння» води, зазвичай мають широкий діапазон толерантності до впливу екологічних чинників.

Щоб оцінити зв’язок між просторовим розподілом видів та екологічними чинниками, ми застосували регресійний аналіз, де як результативну змінну використали бали ординування матриці локальних угруповань водоростей, а як факторні змінні – просторові й абіотичні характеристики та їхню сукупність

Для просторового розподілу видів фітопланктону спостерігається достовірний вплив абіотичних чинників, а також сукупний вплив просторових і абіотичних чинників. Для фітоепіфітону з’ясовано достовірний вплив просторових і абіотичних чинників окремо, а для мікрофітобентосу – лише просторових.

На основі отриманих даних можна виконати «розбивку дисперсій» і побудувати діаграми Венна, які показують, яку частку дисперсії результативної змінної пояснюють просторові чинники, абіотичні чинники та їхня сукупна дія. Для фітопланктону найбільшу частку дисперсії пояснюють абіотичні чинники (56%), для фітоепіфітону – просторово структуровані абіотичні чинники (57%), для мікрофітобентосу – просторові чинники (38%).

Отже, у формуванні явищ «цвітіння» води важливу роль відіграє взаємодія між усіма компонентами метаугруповань водоростей (фітопланктон, мікрофітобентос, фітоепіфітон), і цьому присвячуватимуться наші майбутні дослідження. Нестабільний режим роботи водосховищ внаслідок воєнних дій призводить до непередбачуваних у часі негативних явищ «цвітіння» води, для прогнозування яких може стати у пригоді комплексний підхід із застосуванням теорії метаугруповань».

На завершення Наталія Семенюк подякувала колегам за спільні дослідження та матеріали, частково використані у доповіді.

ПРЕЗЕНТАЦІЯ

«Проблемам розвитку мікроміцетів на історичних об’єктах» присвячувалася доповідь керівника Випробувальної лабораторії грибостійкості та мікробіологічних досліджень технічних, медичних виробів і матеріалів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України кандидата біологічних наук Юлії Письменної.

Науковиця висвітлила результати досліджень, присвячених вивченню ролі мікроскопічних грибів у процесах біодеструкції матеріалів історичних об’єктів і обґрунтуванню підходів до їх контролю і запобігання.

«Дослідження виконано у Випробувальній лабораторії грибостійкості та мікробіологічних досліджень технічних, медичних виробів і матеріалів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, діяльність якої охоплює оцінювання грибостійкості матеріалів, визначення фунгіцидної та антибактеріальної активності препаратів, дослідження біостійкості покриттів, а також моніторинг мікробної контамінації повітря у приміщеннях, – розповіла Юлія Письменна. – Лабораторія акредитована відповідно до вимог стандарту ISO/IEC 17025, що забезпечує надійність І відтворюваність отриманих результатів.

Показано, що мікроміцети є одним із провідних чинників біологічної деградації матеріалів, які використовуються як у сучасних конструкціях, так і в об’єктах культурної спадщини. Особливої актуальності ця проблема набуває для історичних будівель, музейних фондів, архівів і бібліотек, де часто формуються сприятливі умови для розвитку грибів, зокрема підвищена вологість, обмежена вентиляція та температурні коливання.

З’ясовано, що ураження матеріалів зумовлене активною колонізацією їхніх поверхонь мікроскопічними грибами, серед яких домінують представники родів Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, а також окремі високотоксигенні види, зокрема Stachybotrys chartarum. Значна частина ізольованих культур характеризується здатністю продукувати мікотоксини і виступати етіологічними агентами алергічних і опортуністичних захворювань людини, що додатково підвищує ризики експлуатації уражених приміщень.

Окрему увагу було приділено вивченню контамінації повітря мікроскопічними грибами. Показано, що накопичення спор і летких метаболітів призводить до формування підвищеного мікробіологічного навантаження, яке за перевищення допустимих рівнів може негативно впливати як на стан матеріалів, так і на здоров’я людини. Це особливо важливо для об’єктів культурної спадщини, що функціонують як відкриті для відвідувачів простори.

Доведено, що ключовим механізмом біодеструкції матеріалів є ферментативна активність мікроміцетів. З’ясовано здатність досліджених культур синтезувати комплекс гідролітичних ферментів, зокрема целюлаз, протеаз, ліпаз і амілаз, які забезпечують розщеплення основних органічних компонентів матеріалів – целюлози, білків, ліпідів і полісахаридів. Поряд із цим гриби продукують органічні кислоти, що спричиняють додаткові фізико-хімічні зміни структури субстратів. У сукупності ці процеси призводять до зниження механічної міцності матеріалів, зміни їхніх кольору та структури, руйнування декоративних покриттів і втрати експлуатаційних властивостей.

Отримані результати підтверджують, що особливо вразливими до біопошкоджень є матеріали органічного походження, широко представлені у пам’ятках культурної спадщини, зокрема папір, текстиль, деревина та клеєві композиції. З огляду на це, було вивчено грибостійкість різних типів матеріалів із використанням стандартних методик штучного зараження тест-культурами мікроміцетів. Показано можливість диференціації матеріалів за ступенем їхньої біостійкості, що відкриває перспективи для оцінювання ефективності реставраційних матеріалів і захисних покриттів.

Важливим напрямом досліджень є оцінювання ефективності антифунгальної обробки паперу, що має ключове значення для забезпечення збереженості архівних документів і бібліотечних фондів. У роботі використано зразки паперу, надані Центром консервації і реставрації Національної бібліотеки України імені В.І. Вернадського, що дало змогу наблизити експериментальні умови до реальних умов зберігання об’єктів культурної спадщини.

Досліджено ефективність як фізичних методів (висушування, заморожування), так і хімічної обробки із застосуванням сучасних антимікробних сполук. З’ясовано, що фізичні методи здатні лише частково обмежувати розвиток мікроміцетів і не забезпечують тривалого захисного ефекту. Натомість найбільш виражену антифунгальну активність продемонстрували гуанідиновмісні полімерні препарати, зокрема полігуанідинові сполуки, які характеризуються високою розчинністю, пролонгованою дією та здатністю ефективно пригнічувати ріст мікроорганізмів за рахунок ушкодження клітинних мембран.

За підсумками виконаних досліджень з’ясовано, що застосування полігуанідиновмісних композицій забезпечує суттєве підвищення грибостійкості паперу навіть за умов підвищеної вологості й наявності фонової мікобіоти. Практична значущість отриманих результатів підтверджується тим, що одну з розроблених композицій на основі гуанідиновмісних олігомерів запатентовано як антимікробний та фунгіцидний засіб. Це відкриває перспективи її використання у реставраційній практиці й системах збереження документальної спадщини.

Дослідження ферментативної активності мікроміцетів показали, що деякі культури, зокрема Aspergillus versicolor, Aureobasidium pullulans, Penicillium aurantiogriseum, P. chrysogenum, P. funiculosum, здатні одночасно синтезувати кілька типів ферментів із високою активністю. Такі мікроорганізми найбільше загрожують матеріалам культурної спадщини, оскільки забезпечують комплексну деградацію їхніх структурних компонентів.

Узагальнюючи отримані результати, слід зазначити, що мікроміцети характеризуються високим адаптаційним потенціалом і здатністю колонізувати широкий спектр субстратів, що у поєднанні з їхньою ферментативною активністю зумовлює значний біодеструктивний потенціал. Це унеобхіднює розроблення комплексних підходів до контролю їхнього розвитку на об’єктах культурної спадщини.

Показано, що застосування сучасних лабораторних методів дослідження грибостійкості матеріалів із використанням тест-культур мікроміцетів із високим біодеструктивним потенціалом дає змогу моделювати реальні процеси біопошкодження та підвищує об’єктивність оцінювання ризиків деградації матеріалів.

Отримані результати можна використовувати для створення науково обґрунтованих методик моніторингу мікробіологічного стану історичних будівель, архівних документів і музейних колекцій, а також для розроблення ефективних заходів їхнього антифунгального захисту. Подальші дослідження у цьому напрямі сприятимуть збереженню об’єктів культурної спадщини та підвищенню ефективності реставраційних і консерваційних заходів».

ПРЕЗЕНТАЦІЯ

Із доповіддю «Науково-технічне лідерство як поєднання свободи мислення і зрілості світогляду людини: виклик штучного інтелекту» виступив провідний науковий співробітник відділу Інституту філософії ім. Г.С. Сковороди НАН України, завідувач відділу наукових і освітянських методологій та практик Центру гуманітарної освіти НАН України, член-кореспондент НАН України Назіп Хамітов:

«Володимир Вернадський був не лише видатним ученим, а й видатним філософом. Тож поставлю проблематику науково-технічного лідерства в контексті викликів і перспектив штучного інтелекту з філософського погляду.

Я вважаю, що науково-технічне лідерство зумовлює суб’єктність країни. Ба більше, воно зумовлює цивілізаційну суб’єктність країни, суб’єктність в усіх її вимірах – і в економічному, і в політичному, і в науковому, і в духовно-культурному. І в цьому плані проблематика такого лідерства є надзвичайно актуальною. Про це ми писали з моїм шановним колегою і співавтором академіком НАН України Сергієм Івановичем Пирожковим у монографії «Цивілізаційна суб’єктність України». Розвиваючи ідеї Володимира Вернадського про ноосферу, ми підійшли до такого концепту, як ноосферна цивілізація. Ноосферна цивілізація – це цивілізація розуму, інноваційності та гуманізму. Сьогодні ж вона значною мірою стає цивілізацією взаємодії людини і штучного інтелекту і передусім від учених залежить наскільки вона буде конструктивною в майбутньому.

І тут ми переходимо до проблематики, яка, власне, характерна для соціогуманітарного знання, зокрема для філософії. Якщо природничі науки відповідають на питання «Що?» і «Як?», а інколи й на питання «Чому?», то соціогуманітарне знання (філософія в тому числі) відповідає на питання «Навіщо?» Це надзвичайно важливе питання, яке здатне обмежувати людство в його бажанні оволодіти природою та підкорити її собі. Надзвичайно важливо усвідомлювати, за яких умов наука може переходити певні межі, за  якими починаються небезпеки для людства.

У цьому контексті зрілість світогляду вченого, наукового й технічного лідера, який торує суб’єктність своєї країни, полягає не лише у самостійності, критичності, творчості, цілісності, а у гуманістичності. Світогляд, якому притаманні ці риси, я у своїх дослідженнях називаю філософським світоглядом. Набуття такого філософського світогляду робить науковця достатньо мудрим, щоби прогнозувати етичні, соціальні наслідки своїх досліджень, інколи – ставити межу, а інколи – спрямовувати свої дослідження у річище, яке не буде руйнівним для країни і людства загалом. Свобода думки вченого завжди обмежена його етикою і як вченого, і як людини. У такому етичному обмеженні, напевно, і полягає один із найважливіших аспектів академічної доброчесності, яка не зводиться лише до відсутності текстових запозичень. Так, учений повинен продукувати наукову новизну, але вона не має стати вбивчою для людства.

Отут ми підходимо до питання викликів і перспектив штучного інтелекту. Я не випадково кажу про «виклики», а не про «загрози», бо сьогодні йдеться поки що про виклики. Завдання філософії – зрозуміти, за якою межею виклик стає загрозою, а загроза – кризою. Гадаю, сьогодні штучний інтелект – це величезний виклик для всіх нас, передусім для освіти і науки. Chat GPT, цей «колективний компілятор», уже часто-густо заступає собою концептуальну, творчу діяльність людини, генеруючи на запити студентів і аспірантів есе, статті й інші тексти наукової тематики. Навіть дипломні роботи і дисертації. В результаті відбувається когнітивна і креативна деградація. Я вважаю це небезпекою для виду Homo sapiens. Якщо на це не зважати, зрештою станеться розрив між поколіннями і наступне покоління просто не зможе продовжити традиції попередників.

Тому філософський світогляд, про який я сказав, потрібен і має бути властивий не лише філософам. Як на мене, він набувається під час підготовки дисертації, коли дисертант робить нехай і маленьке, але відкриття у певній галузі, яке засвідчує, що він піднявся до філософських узагальнень і бодай трохи змінив парадигму. І цей філософський світогляд залишиться з науковцем надалі, надихатиме його на творчу діяльність, допоможе відповідати на виклики штучного інтелекту, породжуючи гідність творчої та моральної людини, яка не видаватиме досягнення штучного інтелекту за власні, використовуючи, як казав Гегель, «хитрість розуму». І така людина також не переходитиме межу, за якою наукове відкриття здатне бути руйнівним для людства. І вчені, які розробляють фундаментальні теорії, і вчені, які на їх основі розвивають прикладні теорії й технології, зокрема, штучного інтелекту, мають дивитися вперед і думати про соціальні, етичні і, якщо хочете, антропологічні наслідки своєї діяльності. Лише тоді той етап еволюції, який Вернадський назвав ноосферою, стане справжньою ноосферою – сферою розуму, реальної інноваційності, відповідальності й гуманізму.

Зі своїми колегами й учнями я працюю над проблематикою метаантропології штучного інтелекту. Метаантропологія – це філософська теорія різних вимірів буття людини, духовно-душевного, морального розвитку людини: від буденного виміру, який породжується волею до самозбереження та продовження роду, – через граничне буття, яке формується волею до влади і волею до пізнання та творчості, – до вищого, мета-граничного, позамежного виміру людського буття, який породжуються волею до свободи, любові та співтворчості у партнерстві з іншим. На мою думку, саме особистість метаграничного буття здатна протистояти викликам штучного інтелекту, більше того, перетворити їх на перспективи. У цьому плані надзвичайно важливо актуалізувати у наших колег (особливо у молодих вчених) не лише щиру волю до пізнання і творчості, а й волю до співтворчості, до співтворчої взаємодії і створення таких відносин, такої атмосфери у колективах, коли плагіат, компіляція й фальсифікація досліджень є неприпустимими. У нас має бути нульова толерантність до цього.

Як подолати спокуси «нецільового» використання штучного інтелекту в освіті і науці? Якими можуть бути етичні принципи взаємодії людини і штучного інтелекту? Це важливі і складні питання.  Саме тому наступного року у відділі наукових і освітянських методологій і практик Центру гуманітарної освіти НАН України, яким я завідую, ми започатковуємо наукову тему «Людина і штучний інтелект: виклики і перспективи», де аналізуватимемо і розвиватимемо дану проблематику.

І наостанок хотів би подякувати шановному академікові Олексієві Семеновичу Онищенку за наші дискусії з питань взаємодії людини і штучного інтелекту. Саме він надихнув мене глибинно займатися означеною проблематикою. І, по суті, метаантропологія штучного інтелекту – як розвиток загальної теорії метаантропології – виникла під його креативним впливом».

На завершення читань академік НАН України Вячеслав Кошечко відзначив різноплановість тематики виголошених доповідей, високий інноваційний складник висвітлених досліджень і їхню спрямованість на розв’язання серйозних прикладних задач, актуальних для нашої держави.

«Сьогодні ми пересвідчилися, що в академічних установах дослідження здійснюються на дуже і дуже високому рівні. І, мені здається, ми маємо добрий запас міцності у наукових пошуках», – підкреслив Президент Академії академік НАН України Анатолій Загородній і подякував організаторам, доповідачам та слухачам читань, побажавши всім подальших успіхів.

За інформацією Комісії НАН України з наукової спадщини академіка В.І. Вернадського,
Навчально-наукового комплексу «Інститут прикладного системного аналізу» Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України та НАН України,
Інституту географії НАН України,
Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України,
Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України,
Інституту гідробіології НАН України,
Інституту філософії ім. Г.С. Сковороди НАН України,
Київського національного університету імені Тараса Шевченка
та пресслужби НАН України 

Фото: пресслужба НАН України