Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

"Нано" - это не только очень маленькое

Читать ria.ru в
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.

Юрий Зайцев, действительный академический советник Академии инженерных наук РФ, для РИА Новости.

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.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
В Ингушетии полицейского заподозрили в незаконном обороте оружияСМИ сообщило о госпитализации Градского с подозрением на инсультЭксперт назвала продукт, который вырастет в цене вопреки ожиданиямСерябкиной "HOLODNO", а Слава "голодает": музыкальные новинки неделиВ Северной Каролине произошла стрельба в торговом центреУкраинский экс-чиновник захотел подать на Зеленского в судНа Украине обвинили Зеленского в потере миллиардовКосмонавты впервые перешли в новый модуль "Причал" на МКСБайден пообещал поговорить с Путиным и ЗеленскимГордон обвинил Зеленского в непорядочностиРазумков заявил о желании баллотироваться в президенты УкраиныСитуация в Таджикистане, где проходит акция протеста, остается напряженнойВ Петербурге арестовали миллиардера ЕбралидзеГлава минздрава ЮАР назвал реакцию стран на новый штамм неоправданнойВ Косово неизвестные обстреляли школьный автобус, есть погибшиеБайден рассказал, когда закончится пандемияЗахарова отметила деталь на пресс-конференции ЗеленскогоВ Раде увидели пропасть между действиями Зеленского и интересами людейРогозин: решение о создании российской орбитальной станции примет президентСША ограничат въезд из восьми африканских стран