Як бути жінкою у науці: три надихаючі історії дослідниць

Жінки-науковиці — це не лише про високий рівень професіоналізму, але й про натхнення для кожного з нас, а також для майбутнього покоління вчених. Адже саме такі приклади демонструють, що внесок жінок у науку є значущим та цінним, особливо зараз. Компанія L’Oréal Україна вже п’ятий рік поспіль відзначає роботу науковиць Премією L’Oréal-UNESCO «Для жінок у науці». Цей рік не став виключенням, а навіть більше — став символом того, як жіночий інтелект та наполегливість змінюють обличчя науки та відкривають нові горизонти у дослідженнях. Сьогодні WoMo поділиться трьома надихаючими історіями трьох переможниць Премії «Для жінок у науці», кожна з яких зробила унікальний внесок у свою галузь. 

«У світі скорочуються запаси нафти, тому вкрай важливе розроблення нових способів одержання комерційно важливих хімічних продуктів – полімерних матеріалів, компонентів моторних палив, розчинників з відновлюваної сировини»

Ольга Ларіна, кандидатка хімічних наук та старша наукова співробітниця Інституту фізичної хімії Національної академії наук України, є другою лауреаткою. Її дослідження у галузі хімії спрямовані на вивчення складних хімічних реакцій, що мають велике значення для розвитку нових матеріалів та технологій.

Які основні відкриття або розробки у хімії ви зробили, і яке їх практичне застосування?

У зв’язку зі скороченням світових запасів нафти та необхідністю зниження викидів вуглекислого газу одним з важливих завдань сьогодення є розроблення способів одержання комерційно важливих хімічних продуктів – полімерних матеріалів, компонентів моторних палив, розчинників з відновлюваної сировини (біо-спиртів). Для прикладу, відомі компанії Michelin, AXENS та науково-дослідний інститут IFP Energies nouvelles (Франція) об’єднують свої зусилля у розробленні процесу виробництва біо-бутадієну з біо-етанолу з подальшим одержанням інноваційних, більш екологічних синтетичних каучуків, очікується запуск пілотної установки у поточному році. Також, компанії Synthos (Польща) та Lummus Technology (США) співпрацюють щодо організації виробництва біо-бутадієну із запланованою потужністю 40 000 тон/рік.

Нами (наукова група молодих науковців у складі відділу каталітичних окисно-відновних процесів Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України) розвинуто наукові підходи щодо розроблення високоактивних каталізаторів процесів отримання промислово важливих вуглеводнів (зокрема, 1,3-бутадієну) та оксигенатів (1-бутанолу, 2-етил-1-гексанолу) з С_2,4-біоспиртів шляхом послідовних перетворень, що створює передумови для налагодження в Україні виробництва важливих хімічних продуктів з доданою вартістю, компонентів моторних та ракетних палив, полімерних матеріалів з відновлювальної сировини, що забезпечить зниження залежності вітчизняної промисловості від імпорту нафтопродуктів.

Так, розроблено високоактивні та селективні каталізатори, які забезпечують перетворення етанолу та ацетальдегід-етанольних сумішей в 1,3-бутадієн з достатньо високою продуктивністю. З’ясовано шляхи щодо подальшого підвищення активності та селективності каталізаторів отримання 1,3-бутадієну з етанолу. Розроблено складні композиції: 4-х компонентна оксидна ZnO/La_xO_y/ZrO₂-SiO₂, яка забезпечує 100%-у конверсію етанолу за температури 400˚С за селективності утворення 1,3-бутадієну ≥60%, та метал-цеолітні Cu(Ag, Zn)/Ta/SiBEA для одержання 1,3-бутадієну з ацетальдегід-етанольних сумішей; з’ясовано причину дезактивуючого впливу води на процес перетворення етанолу в 1,3-бутадієн у присутності оксидних Zn-Zr(La)-Si та цеолітних Cu(Ag, Zn)/Ta/SiBEA каталізаторів.

Також, нами вперше реалізовано процес газофазної конденсації 1-бутанолу в 2-етил-1-гексанол в проточному режимі в присутності каталітичних Mg-Al-оксидних систем; це обумовлює можливість послідовного перетворення: етанол → 1-бутанол → 2-етил-1-гексанол, за атмосферного тиску в проточному реакторі, що дозволить отримувати 2-етил-1-гексанол безпосередньо з етанолу. На підставі з’ясування впливу компонентів Mg-Al (Ca-P)-оксидних каталітичних систем на кислотно-основні характеристики поверхні та визначення способів їх регулювання запропоновано шляхи досягнення високої активності та селективності каталізаторів в зазначених процесах.

Як ваші дослідження інтегруються з іншими науковими дисциплінами, і як це сприяє більш широкому науковому прогресу?

Каталітичні властивості матеріалів, які розглядаються як каталізатори цільових процесів, визначаються, насамперед, їх фізико-хімічними характеристиками, тому переважна частина досліджень, пов’язаних з охарактеризуванням створених каталітичних систем, виконуються у співпраці з колегами-фізиками, матеріалознавцями, як в Україні, так і за кордоном.

Створення ефективних каталізаторів є першочерговою передумовою налагодження, зокрема, в Україні, виробництва важливих хімічних продуктів з доданою вартістю, компонентів моторних та ракетних палив, полімерних матеріалів з відновлювальної сировини.

Які найбільш обіцяючі напрямки досліджень у фізичній хімії на Ваш погляд, і які виклики науковцям потрібно подолати для їх реалізації?

Перспектива переорієнтації ряду галузей хімічної промисловості, що базуються на використанні нафти або природного газу, на використання субстратів, отриманих шляхом переробки нехарчової біомаси, є одним із пріоритетних напрямів фундаментальних досліджень у всьому світі. Тому розроблення високоактивних каталізаторів для здійснення економічно ефективних та екологічно прийнятних процесів на основі відновлювальної сировини є ключовим етапом реалізації концепції «зеленої хімії».

Також, надзвичайно важливими є дослідження, спрямовані на зниження викидів парникових газів (діоксиду вуглецю, СО₂) та залучення СО₂ до процесів одержання цінних хімічних речовин. Вуглекислотний риформінг С_1-4-алканів, зокрема метану (CH₄ + CO₂ = 2 CO + 2 H₂), – перспективний процес комплексної переробки компонентів природного газу та біогазу (СО₂, СН₄) з одержанням синтез-газу (Н₂ + СО) для подальших синтезів (зокрема, Фішера-Тропша) з одержанням вищих вуглеводнів, спиртів та інших хімічних продуктів з доданою вартістю.

Як війна вплинула на вашу наукову роботу та діяльність у цілому? Які основні проблеми та виклики у фінансуванні науки ви відчуваєте в цей період?

Внаслідок повномасштабного вторгнення росії в Україну наукову роботу було переведено у дистанційний режим, протягом двох місяців не було можливості проводити експериментальні дослідження в Інституті фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України. З середини квітня 2022 працюю на своєму робочому місці, однак під час повітряної тривоги змушена призупиняти експерименти та спускатися в бомбосховище, а з листопада 2022 по лютий 2023 – проводити експериментальні дослідження з ризиком аварійних відключень електроенергії та з урахуванням графіків планових відключень. Внаслідок війни двоє науковців нашого відділу стали до лав Збройних Сил України (к.х.н. П.І. Кирієнко, аспірант І.М. Ремезовський), виїхали за кордон – д. філос. К.В. Валігура, колега з Інституту фізики НАН України к.ф.-м.н. Д.Ю. Балакін. Війна спричинила багато змін не лише в науковому просторі, але й у моєму особистому житті. Мій чоловік з початку повномасштабного вторгнення бере участь у бойових діях у складі Збройних Сил України, що підсилює додатковий психологічний тиск на мене.

Серед проблем у фінансуванні науки можу виділити, на мій погляд, найголовнішу: проблема відсутності коштів для закупівлі наукового обладнання, повноцінного переобладнання та капітального ремонту лабораторних приміщень наукових установ з врахуванням сучасних норм. Тому науковці стикаються з викликом провести дослідження світового рівня в Україні на наявному обладнанні. Але хочу відмітити, що українські вчені можуть отримати доступ до наукових потужностей Консорціуму інфраструктури європейських досліджень CERIC–ERIC на конкурсній основі, і це є одним із способів, який допомагає мені реалізовувати свої наукові ідеї та продовжувати дослідження.

«У своїх наукових дослідженнях я поєдную одночасно хімію та біологію»

Наталія Стасюк, кандидатка хімічних наук, старша наукова співробітниця Інституту біології клітини Національної академії наук України. Її робота відкриває нові можливості у вивченні клітинної біології, сприяючи розумінню механізмів роботи клітин та розвитку нових медичних препаратів.

Як ваші дослідження в області хімічних наук впливають на біологічні дослідження, особливо у сфері клітинної біології?

У своїх наукових дослідженнях я поєдную одночасно хімію та біологію, зокрема, мікробіологію, біохімію, генетику із електроаналітичною хімією і нанотехнологією, та створюю біологічні сенсори, в яких у ролі біоселективного елемента використовуються ензими, нанозими або генетично-модифіковані організми. Так, нещодавно мною були створені сучасні біосенсори «третього покоління» на основі оксидоредуктаз та їх штучних аналогів – нанозимів, для аналізу етанолу, метиламіну, глюкози та ін.

Загалом, у своїй роботі я синтезувала понад 500 нових нанозимів, які можуть знайти застосування не лише в біосенсориці, але і в медицині під час лікування, коли дефектний ензим можна замінити нанозимом.

Які основні відкриття ви зробили у своїй кар’єрі, і який вплив вони мають на сучасну науку?

Основним моїм відкриттям є синтез нових нанозимів, які імітують властивості природних ензимів, а також перший у світовій науковій практиці експериментальний доказ, що штучно синтезовані нанозими («катазими») можуть повноцінно замінити in vivo природний ензим – каталазу.  Завдяки своїй каталітичній активності синтезовані нанозими можуть застосовуватися в наукових дослідженнях, біотехнології та харчовій промисловості, для деградації забруднювачів навколишнього середовища (очищення стічних вод, деградація хімічних бойових речовин), а також у клінічній діагностиці та фармакології. Крім їхнього використання як діагностичних засобів, отримані нанозими є перспективними каталітичними компонентами терапевтичних препаратів. Завдяки біосумісності та магнітним властивостям деяких нанозимів, їх можна використовувати для локального цілеспрямованого лікування злоякісних утворень. Синтезовані нанозими можуть слугувати антиоксидантами при лікуванні аутоімунних захворювань, хвороб Альцгеймера та Паркінсона, а також застосовуватись як антибактерійні засоби. Із відкриттям нанозимів як штучних ензимів, стало можливим використання явища прямого електронного перенесення при створенні нанозимних біосенсорів, а також для забезпечення вимог щодо їхньої високої каталітичної активності, хімічної та біологічної стабільності, розміру.

Які, на ваш погляд, особливі виклики для жінок у сфері хімічних та біологічних наук, і як можна сприяти більшій участі жінок у цих галузях?

В нашому відділі аналітичної біотехнології, де я працюю, є лише один чоловік – проф. Гончар М.В., він завідуючий нашого відділу, а всі інші жінки, тому гендерної нерівності  я не відчуваю. Подібне, можу сказати і для всього нашого Інституту, де 80 % — жінки. Вважаю, що цей нерівний розподіл, обумовлений не лише соціальними стереотипами, що біологія – це жіноча наука, але і тим, що чоловіки все рідше хочуть займатись науковою діяльністю через низьку оплату праці в науково-дослідних Інститутах. На мою думку, більшій участі не лише жінок, але й чоловіків в галузі хімії та біології, може сприяти лише підвищення оплати праці науковців.

Як війна вплинула на вашу наукову роботу та діяльність у цілому? Які основні проблеми та виклики у фінансуванні науки ви відчуваєте в цей період?

Ще до початку війни становище української науки було дуже непростим. Відсутність фінансування з боку держави привела до того, що велика кількість науковців нашого Інституту виїхали за кордон. Адже добре відомо, що біологічні чи хімічні дослідження неможливо виконувати не маючи коштів на закупівлю необхідних реактивів чи обладнання.

Від початку війни і до сьогодні, на щастя, інфраструктура Інституту біології клітини НАН України не постраждала, тому я продовжую працювати та виконувати дослідження в нашому Інституті. Завдяки тому, що незважаючи на війну в Україні, відновив роботу Національний фонд досліджень України (НФДУ), виконувати експериментальну роботу та підтримувати науку на високому міжнародному рівні стало можливим. Так, я є виконавцем проєкту НФДУ “Створення ензиматичного набору та портативних біосенсорів для експрес-аналізу креатиніну – маркера гострих функціональних порушень нирок” в межах конкурсу «Наука для безпеки і сталого розвитку України». В рамках виконання проєкту нам вдалось цього року купити прилад, який допоможе створювати портативні біосенсори не лише для аналізу креатиніну, але низки інших сполук (лактату, аргініну та ін.) моніторинг яких є життєво важливим.

«Я стараюся розробляти цікаві нові курси, які лежать на перетині різних наук, щоб посилити захоплення наукою молодих людей»

Христина Гнатенко, докторка фізико-математичних наук, професорка кафедри теоретичної фізики Львівського національного університету імені Івана Франка. Відома своїми проривними дослідженнями у сфері теоретичної фізики, що сприяють розумінню фундаментальних законів природи.

Як ви, як професор, підходите до процесу навчання студентів, щоб заохотити їх до наукових досліджень у сфері фізики?

Я захоплююся тим предметом, який викладаю, дуже люблю проводити наукові дослідження. Це захоплення стараюся передати студентам та учням. Розвивати цікавість у молодих людей до наукових досліджень – дуже важлива справа. Стараюся мовою алегорії, простими поняттями, близькими для студентів, спочатку передати розуміння предмету. А воно, як іскра, запалює бажання до подальших наукових пошуків. Мені залишається тільки вести науковою дорогою по цікавих стежинах, бути науковим другом. Також стараюся розробляти цікаві нові курси, які лежать на перетині різних наук, щоб посилити захоплення наукою молодих людей. Це зокрема, курс “Квантові алгоритми та квантова музика”, який читаю у Львівському національному університеті імені Івана Франка. З меншими науковцями-школярами під час літньої школи з квантового програмування практикувала створення квантових вишиванок. Надзвичайно приємно і радісно на душі було спостерігати захоплення пізнанням нового у студентів та учнів.

На вашу думку, які основні виклики стоять перед жінками у фізиці сьогодні, і як ми можемо їх подолати?
Для успішного проведення наукових досліджень необхідними є глибокі знання та сильна зацікавленість вченого. Ці якості залежать більше від індивідуальних особливостей, а не від статі. Тому чи творить науку жінка, чи чоловік, на мою думку, не має значення. Можна говорити про виклики у фізиці, які стоять перед жінками та чоловіками. Серед них – зробити вагоме наукове відкриття з афіліацією Україна. Для цього, зокрема, важливими є сильна вмотивованість вчених, велике бажання творити науку в Україні.

Як війна вплинула на вашу наукову роботу та діяльність у цілому?

Війна змінила моє життя, в тому числі й наукове. Я добре розумію, що зараз недостатньо дуже якісно виконувати тільки свою роботу. Важливо також поєднувати дослідницьку та викладацьку діяльність з допомогою нашим захисникам, моральною підтримкою студентів та учнів. Я дуже радію кожній можливості нагадати світовій науковій спільноті про подвиги Збройних сил України, про ціну нашого життя під час міжнародних конференцій, семінарів. З великою гордістю за свою Батьківщину на виступи надягаю вишиванку.

Які основні проблеми та виклики у фінансуванні науки ви відчуваєте в цей період?
Без сумніву першочерговою є підтримка наших захисників, безцінними є їхні життя. У зв’язку з війною бюджети наукових проєктів у повному обсязі, чи частково були переведені на підтримку Збройних сил України. Серйозна наука вимагає неперервності досліджень. Їхня зупинка суттєво вплине на наші позиції в світі. Також робота зі студентами – це процес, який не можна переривати. Тому дуже важливо тримати науковий і освітній фронт України під час війни. Для цього поряд з вмотивованістю та любов’ю до своєї справи необхідними є фінансові ресурси. Викликом є пошук закордонних проєктів, джерел фінансування з можливістю залишатися в Україні. Я дуже дякую організаторам Української премії L’Oréal-UNESCO «Для жінок у науці» за фінансову підтримку, за багато позитивних емоцій, безцінне та щире спілкування з учасниками заходів!