29 августа исполняется 100 лет со дня рождения известного российского ученого, специалиста в области высокотемпературной неорганической химии тугоплавких соединений академика Геннадия Петровича Швейкина. Он стал одним из основателей в СССР нового научного направления — химии твердого тела, разработал высокоэффективные технологии получения новых веществ и конструкционных материалов на их основе с уникальными эксплуатационными характеристиками. Вся научная, творческая жизнь ученого связана с Уральским отделением РАН, Институтом химии твердого тела, который он возглавлял почти три десятилетия, Научным советом по неорганической химии РАН. Г. П. Швейкин — лауреат Государственной премии РФ (1995), награжден Золотой медалью им. С. И. Вавилова РАН (1983), Золотой медалью им. Н. С. Курнакова РАН (1985), премией им. академика С. В. Вонсовского УрО РАН (2006).
Геннадий Петрович был человеком известным, публичным, поэтому мы решили рассказать о его жизненном пути, используя его выступления. «Родом я из города Карабаш Челябинской области. В годы войны трудился на местном медеплавильном заводе токарем-универсалом. Когда война закончилась… поступил я на факультет черной металлургии Уральского политехнического университета… На третьем курсе некоторых ребят перевели на вновь образованный для развития атомной промышленности физтех. Попали сюда ребята самые разные, были и те, кто успел поработать на предприятиях в тылу, как я, были и кто с фронта. По какому принципу нас набирали, мне неизвестно, но получилась удивительно дружная команда… Мой диплом на тему построения цеха по получению бериллия был основательный, практический, стал основой для многих еще выпусков. Он попал, так сказать, в живую струю развивающейся атомной промышленности…» (Областная газета. 2011. 17 февраля).
После окончания физтеха УПИ в 1951 г. Г. П. Швейкин начинает свой путь в науке. «…После вуза …меня зачислили на должность младшего научного сотрудника лаборатории химии и технологии редких элементов Института химии и металлургии Уральского филиала Академии наук… Руководил Уральским филиалом Николай Деменев, а лабораторию редких элементов возглавляла Анна Шарова, беззаветная женщина, посвятившая свою жизнь науке… Однажды прочитал в каком-то иностранном журнале, что ученые получили металлический ниобий. Я тоже захотел его получить… Долго я работал, с упоением, разработал лабораторную и промышленную технологию выделения ниобия. И вот когда я держал первый «королек» пористого металла ниобия, чувства были — не передать словами… Написал диссертацию небольшую, всего на сто страниц, принес ее Павлу Владимировичу Гельду, он тогда заведовал кафедрой физики, а он даже диссертацию читать не стал, доверял мне. И защитился я успешно» (Областная газета. Там же).
В 1960 г. начинается новый этап в научной биографии ученого — он возглавляет сначала исследовательскую группу, а в дальнейшем лабораторию тугоплавких соединений Института химии Уральского филиала АН СССР. Лаборатория проводит цикл работ по высокотемпературному синтезу и физикохимии оксидов, карбидов элементов IV–VI групп Периодической системы Д.И. Менделеева. Фундаментальные исследования стали основой разработки нового класса высокоэффективных безвольфрамовых твердых сплавов. «Теоретический «фундамент» был подготовлен раньше. Мы глубоко изучили не только сами соединения, но и методы их получения. И сразу как была поставлена задача найти замену вольфрамовым сплавам, отобрали класс соединений на основе карбида титана. Титан — четвертый по природной распространннности металл. Урал особенно богат титаном… Трудно разграничить с точностью, где кончается теоретическая часть и начинается экспериментальная. Так что назову тех, кто участвовал в исследованиях: член-корреспондент АН СССР П. В. Гельд из УПИ им. С. М. Кирова, старшие научные сотрудники нашего института доктора химических наук В. А. Цхай, С. И. Алямовский, В. Д. Любимов, кандидат химических наук Л. Б. Дубровская, кандидат технических наук Б. В. Митрофанов…» (Уральский рабочий. 1977. 1 января). «…Инструменты, изготовленные с применением таких сплавов, эффективно работают более чем на ста двадцати предприятиях страны. Нам удалось решить эту проблему и совместно с Минцветметом СССР довести дело до внедрения сравнительно быстро, в пять-семь лет» (Знание — сила. 1984). «Как-то будучи в командировке на Дальнем Востоке, в городе Арсеньеве, я совсем неожиданно для себя встретился там на одном из заводов с собственной разработкой. Речь идет об экономичных безвольфрамовых твердых сплавах, заметно повышающих износостойкость инструмента. Эта встреча меня приятно удивила…» (Уральский рабочий. 1986. 24 января).
В конце 1960-х гг. в неорганической химии формируется новое научное направление — химия твердого тела. Благодаря усилиям академиков Г. П. Швейкина, В. В. Болдырева и Ю. Д. Третьякова во второй половине XX века она бурно развивается. «Химия твердого тела — очень перспективное и довольно молодое научное направление, возникшее около 25 лет назад. Не будет преувеличением сказать, что именно в нашем институте были заложены его основы… Мы поняли, что, изучая твердые тела, их физико-химические свойства, синтезируя новые твердофазные соединения, можно совершить прорыв в области материаловедения, получать материалы с заданными свойствами… За четверть века в химии твердого тела в мировом масштабе произошло несколько революций, связанных с синтезом новых сверхпроводников и полупроводников, созданием абразивных веществ, которые по твердости не уступают алмазу, и многими другими открытиями… Химия твердого тела успешно решает задачи, связанные с комплексной переработкой минерального сырья. У нас в институте, в частности, созданы технологии переработки знаменитых красных шламов — отходов алюминиевого производства. Перспективность наших подходов определяется и тем, что с точки зрения экологии безвреднее производить многие химические процессы в твердой фазе, без жидкостей, кислот, щелочей…» (Наука Урала. 2001. № 17).
В 1972 г. по решению президиума АН СССР Геннадий Петрович Швейкин назначен директором Института химии УНЦ АН СССР, в судьбе которого он сыграл большую роль, сконцентрировав исследования на новом формирующемся научном направлении. В апреле 2026 г. исполнилось 35 лет с момента организации Института химии твердого тела. Сегодня его коллектив лидирует по многим позициям и проводит фундаментальные исследования по твердым сплавам, керамике, фотонике и сенсорике, компьютерному моделированию, переработке техногенного и минерального сырья. «Он (институт. — ред.) накопил огромный опыт по фундаментальным и прикладным работам… Сейчас молодые ученые защищают диссертации главным образом по тематике «химия твердого тела». Это все, что связано с направленным синтезом новых неорганических веществ, изучением их физико-химических характеристик и получением новых материалов. Путем проб и ошибок мы создали хороший коллектив: наши ученые умеют создавать самые разные технологии» (Химия и жизнь. 2002. № 5).
В 1990-е гг. в УрО РАН под руководством Г. П. Швейкина была решена технологическая задача переработки лейкоксеновых концентратов: «…Мы в Институте химии твердого тела УрО РАН совместно с Институтом химии Коми НЦ начали думать, как построить комплексную схему переработки лейкоксена с Ярегского месторождения в Республике Коми. И нам действительно удалось придумать такую технологию, чтобы получать сразу несколько полезных веществ: карбид титана, монооксид кремния, карбид кремния, карбонитрид титана, карбосилицид титана. Каждое из этих веществ — высокотехнологичное сырье. Например… карбосилицид — совсем новое вещество, обладающее прочностью металла и высокой износостойкостью. Сейчас в мире интерес к этому продукту огромный, только получать карбосилицид в большом количестве никто не умеет. А мы умеем. Таким образом, при правильной переработке лейкоксена получается сырье для нескольких чистых производств, которые будут создавать новую и дорогую продукцию…» (Химия и жизнь. Там же).
В 2001–2007 гг. по инициативе академика Г. П. Швейкина коллективом ученых ИХТТ УрО РАН, РФЯЦ-ВНИИТФ и ЮУрГУ была создана программа реабилитации территории г. Карабаша с целью химико-металлургической переработки гранулированных шлаков, шламов медеплавильного производства с извлечением прежде всего меди, цинка, железа и одновременной химической очистки территории промышленной зоны. «…Я работаю в комиссии по реабилитации моего родного города Карабаша. По оценке ЮНЕСКО это самый грязный населенный пункт в мире. Карабаш может послужить моделью реабилитации других подобных городов…» (Наука Урала. 2001. № 17). Были опробованы технологии получения высокочистого железа, железо-медных сплавов из шлаков медеплавильного производства, получены первые образцы каменнолитейной керамики, пригодной для дорожного строительства, эффективные сорбенты для дезактивации донных отложений в технических водоемах. Так была показана возможность создания замкнутого цикла за счет использования внутренних ресурсов территории для ее же реабилитации. Результаты этих работ были доложены руководителем проекта Н.М. Барышевой (РФЯЦ-ВНИИТФ) 15 апреля 2003 г. на заседании Высшего экологического совета Государственной Думы РФ и получили высокую оценку.
В одном из интервью Геннадий Петрович сказал: «…прошлое меня интересует меньше, чем будущее. Без будущего человек не может жить…». И это было правилом для него в жизни. Своих единомышленников он всегда заряжал интересом к научному поиску, и, возможно, будущие поколения ученых продолжат традиции, заложенные мэтром химии твердого тела.
Коллектив
ИХТТ УрО РАН
Фото на с. 9 внизу: Г. П. Швейкин в рабочем кабинете, 1960-е гг., на этой с.: Г.П. Швейкин в Ильменском заповеднике, апрель 2006