Популярно о нанотехнологиях


09.07.2007

«Нано» — это не только очень маленькое

Немногие знакомы с микромиром нанотехнологий. Самые продвинутые граждане полагают «это что-то про роботов».

Термин «нанотехнология» произошел от слова «нанометр», или миллимикрон — единицы измерения, равной одной миллиардной метра.

Нанометровый размер важен, потому что при таких масштабах главную роль играют кванто-механические свойства электронов и фотонов и взаимодействие атомов внутри материи. Как заметил один из «нанотехнологов», когда камень бросают в пруд, волны от него расходятся по всей поверхности воды; масса камня гораздо меньше массы воды, тем не менее, он может влиять на поведение всего пруда. Так и структуры нанометрового размера способны управлять фундаментальными свойствами материалов, не изменяя при этом их химических свойств.

С помощью нанотехнологий можно создать «вечный» элемент питания, который не будет нуждаться в подзарядке; молекулярную капсулу, способную доставлять лекарство непосредственно к больному органу или определенному участку человеческого тела; материалы с невиданными доселе оптическими, электрическими и магнитными свойствами.

Например, развитие современной электроники идет по пути уменьшения размеров устройств. Однако классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается не на много, а экономические затраты возрастают экспоненциально. Среди перспективных наноэлектронных продуктов — память, логика, пассивные оптические компоненты, автоэмиссионные устройства, плоские дисплеи и светодиоды.

Многообещающими представляются нанофотоника и нанобиотехнология. К первой относятся разработки высокоинтегри­рованных компонентов оптических коммуникаций с применением технологий нанооптики и нанопроизводства. Нанобиотехнология — это гибридная дисциплина, сочетающая биологию и наноэлектронику. Одно из ее направлений — создание разнообразных диагностических инструментов из набора микроскопических датчиков, способных обнаруживать определенные биологические молекулы или отдельные спирали ДНК. Эти устройства обеспечат гораздо более быструю и точную диагностику сложных заболеваний. Например, один наночип выдаcт полную диагностику по единственной капле крови.

Сегодня в области нанотехнологии лидируют США, Европа и Япония. С сожалением приходится констатировать, что Россия в сфере развития и использования нанотехнологий отстает от них на 7—10 лет. Вместе с тем, по оценкам как российских, так и зарубежных экспертов, результаты отечественных теоретических исследований в данной области соответствуют мировому уровню, а по ряду направлений превосходят зарубежные.

Президент России Владимир Путин распорядился «поставить нанотехнологии на поток» и пообещал:

«Это то направление деятельности, на которое государство не будет жалеть никаких средств. Вопрос только в том, чтобы эта работа была правильным образом организована, и чтобы средства, которые будут запрашиваться на реализацию этой программы, эффективно расходовались и давали ожидаемый результат. Очень важно и обеспечение столь необходимой конкуренции в научной среде», — подчеркнул президент.

В связи с этим одним из актуальных считается вопрос о тематике первоочередных научно-исследовательских разработок. Он, по сути, сводится к тому, какую часть средств выделить для фундаментальных исследований, а какую — для прикладных разработок. Первые позволяют обосновать технологическую идею и пути ее реализации. Вторые же обеспечивают оптимальность технологических регламентов производства. При нарушении баланса между ними, разработка технологии затягивается и становится излишне затратной.

Другая проблема в том, что нанотехнологическая революция, в отличие от предыдущих глобальных промышленных революций (в силу своей сверхсекретности) национальна по форме и содержанию.

Поэтому надежды на то, что знания о нанотехнологиях можно будет почерпнуть из научных публикаций зарубежных исследователей, а затем в родном отечестве их запустить в разработки, необходимые для становления наноиндустрии, можно однозначно считать иллюзорными. Эти знания придется накапливать самим. При этом множественность отраслевых направлений, многоаспектность решаемых задач, проведение исследований и разработок на разных стадиях инновационного цикла и различного назначения может привести к дублированию исследований, будет создавать межведомственные барьеры при передаче информации и опыта.

Сюда же следует отнести ограниченность трансферта результатов исследований и разработок, несбалансиров­анность инфраструктуры и неразвитость ряда ее элементов. Все это неизбежно ведет к распределению бюджетных ресурсов по многим направлениям.

Что касается фундаментальных исследований, то их целесообразно объединить одной национальной программой. Сами по себе фундаментальные исследования неисчерпаемы, так что полная реализация любой идеи стоит очень дорого. Но их можно проводить с накоплением большего или меньшего объема новой информации. Поэтому при ограниченных средствах придется довольствоваться менее информативными и, следовательно, более дешевыми исследованиями, если они в достаточной мере способны пополнить критичный объем знаний.

Последнее условие фактически определяет, какую долю общих затрат следует считать разумной в рамках фундаментального поиска.

На сегодня в нанотехнологии государство уже вложило по разным целевым программам, включая госпрограмму вооружений, примерно 150 млрд. рублей. Глава Минэкономразвития Герман Греф заявил, что на развитие этих технологий в 2007 г. предусмотрено 12 млрд. рублей — гигантские по меркам финансирования российской науки деньги. Правда, в Миноборнауке называют другую цифру — на миллиард меньшую. Но в любом случае это в разы превышает сумму в 2,5 млрд. рублей, выделенную в прошлом 2006 г. Сегодня российский бюджет нанотехнологий в годовом исчислении не уступает американскому.

Управлять процессом будет специально созданная корпорация нанотехнологий во главе с Российским научным центром «Курчатовский институт», которому придается статус национальной лаборатории. Для оборудования этого центра и всей сети наноиндустрии в стране подготовлена и внесена в правительство Федеральная целевая программа «Развитие инфраструктуры наноиндустрии до 2010 г.» Она предполагает обеспечение самой передовой научно-технологической и метрологической базой ведущих научных и образовательных центров страны.

«Курчатовский институт» будет заниматься координацией распределения средств. Но проблема управления расходами останется: важно, чтобы деньги и возможность работать на дорогостоящем оборудовании достались действительно сильным лабораториям и институтам. Конкурентные преимущества должны быть за теми «фирмами», которые умеют на базе научных знаний объединять людей, процессы и технологии и смогут создать производство.

В мире уже обратили внимание на «молодую», но перспективную нанотехнологическую державу. Зарубежные аналитики советуют желающим инвестировать в российскую экономику, обращать больше внимания не на ее нефтегазовые ресурсы, а на нанотехнологии, так что это направление в России имеет большие перспективы.

NanoNewsNet.ru


Обратите внимание

Ролик "НаноТех - это перспективно!" для молодежи, школьников и широкой аудитории

Трьетья Всероссийская интернет-олимпиада по нанотехнологиям

РОСНАНО и ведущие научные учреждения страны подписали соглашения о сотрудничестве

Новости нанотехнологий

28.03.2016
В Пензе пройдет двухдневный «Нанофест», посвященный популяризации науки и нанотехнологий

26.10.2015
Названы победители шестого открытого конкурса по отбору проектов создания нанотехнологических центров

14.08.2015
Шестой открытый конкурс проектов создания Нанотехнологических центров

29.06.2015
Геномный центр наноцентров «Техноспарк» и «Дубна» объединит усилия с компанией из Индии для диагностики наследственных болезней

08.04.2015
РОСНАНО открывает первую межрегиональную сеть Центров ядерной медицины

02.04.2015
Сибирские ученые создали крошечные светильники из углеродных наноструктур

21.01.2015
В I квартале на базе наноцентра в "Жигулевской долине" планируется запуск шести стартапов

14.01.2015
Стартап с участием наноцентра «Дубна» добился успеха на выставке в Финляндии

22.12.2014
Ученые наноцентра "Сигма" нашли способ увеличить прочность алюминия на треть

07.12.2014
В ульяновском наноцентре запущена лаборатория для разработки «умных покрытий»

...

Новости о грантах


Конференции