НАНОТЕХНОЛОГИИ В РОССИИ. ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Омирбеков Уальжан Муратбекович

студент 3 курса, кафедра «Информатики» ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), г. Нижневартовск

Е-mail: zhan_1992@mail.ru

Абрамов Николай Васильевич

научный руководитель, к. ф-м. н., доцент  ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), г. Нижневартовск

Нанотехнология: Маленький мир — большое будущее. Будущее за малым.

Настоящее время — это время, когда бурно развиваются нанотехнологии, лидирующие технологии XXI века.

Прежде всего, было бы целесообразно определиться с содержанием понятия «нанотехнология», впервые появившегося в литературе в работе японского ученого Норио Танигучи.

В самом общем смысле нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм. Важнейшей составной частью нанотехнологии являются наноматериалы, то есть материалы, необычные функциональные свойства которых определяются упорядоченной структурой их нанофрагментов размером от 1 до 100 нм [2].

Согласно рекомендации 7-ой Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г) выделяют следующие типы наноматериалов [2]:

• нанопористые структуры;
• наночастицы;
• нанотрубки и нановолокна;
• нанодисперсии (коллоиды);
• наноструктурированные поверхности и пленки;
• нанокристаллы и нанокластеры.

Ниже представлен перечень областей, в которых нанотехнология оказывает наиболее существенное влияние: наноэлектроника; телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; нанохимия; авиационные, космические и оборонные технологии; устройства контроля состояния окружающей среды; медицина.

Перечислим характерные особенности наноматериалов, отличающие их от обычных веществ [7]:

• они состоят из частиц очень маленького размера, не различимых без помощи дополнительного оборудования, что позволяет на единице площади поместить больший объем наноустройств;
• площадь поверхности больше, тем самым взаимодействие между нановеществом и средой значительно ускоряется (катализаторы, фильтры, лекарства и т. д.);
• особое «наноразмерное» состояние вещества, придающее уникальные свойства.

Возрастание прочности и твердости наноструктурированных материалов можно проиллюстрировать с помощью таб. №1 [1, с. 20].

Таблица 1.

Механические свойства обычного и нанокристаллического никеля.

В итоге становится вполне объяснимо, почему грамм наноматериала может быть более эффективен тонны обычного, и показателем эффективности их производства должно служить не количество, а качество.

Общепризнанным основателем нанотехнологии считается американский физик Ричард Фейнман, Нобелевский лауреат, который в своей лекции «Там внизу еще много места» («There’s Planty of Room at the Bottom») предлагал манипулировать отдельными атомами для создания очень малых объектов с необычными свойствами. Эта идея была реализована в дальнейшем благодаря созданию сканирующего туннельного микроскопа (1981 г.) и атомно-силового микроскопа (1986 г.). Российские ученые также проводили многие фундаментальные исследования, без которых было бы немыслимо развитие современных нанотехнологий [3, с. 3].

Основной барьер к переходу теоретических разработок в технологии заключается в слабости российской научной системы, которая препятствует получению финансирования исследований и не стимулирует предпринимательскую деятельность.

Основная задача России для развития нанотехнологий — создание достойных условий для ведения бизнеса и более конкурентоспособной академической среды, что привлечет в страну иностранных инвесторов.

Несмотря на проблемы, связанные с финансированием проектов и «утечку мозгов», развитие нанотехнологий не стоит на месте. В подмосковном городе Долгопрудный находится научно-образовательный центр «Нанотехнологии» по изучению наноструктур на базе МФТИ с чётко определенным научным профилем – нанометрология. Также успешно продвигает нанотехнологии МГУ, который не только готовит специалистов для наноиндустрии, но и открыл магистратуру по нанотехнологиям на своей базе. Подобные научно-исследовательские центры осуществляют свою научную деятельность на основе крупнейших университетов во многих городах России [4].

По некоторым обстоятельствам Россия стала развивать нанотехнологии на 10 лет позже стран-лидеров. И вплоть до недавнего времени нанотехнологии почти не финансировались, если брать инвестирование в России относительно того же инвестирования в США, ЕС или Японии.

Но на данный момент Россия не отстает от мировых лидеров - по объему государственных инвестиций в нанотехнологии Россия на втором месте после стран Европы, но по уровню собственного производства российским компаниям еще рано соревноваться в экономической эффективности новых технологий. Сейчас внутренние продажи и экспорт нанопродукции российского производства совокупно оцениваются в 6 миллиардов долларов, что составляет всего 3 % от объёма мирового рынка [5].

Руководствуясь амбициозными планами создания к 2015 году не только самоокупаемой, но и приносящей прибыль внутренней высокотехнологичной индустрии, правительство уже вложило в развитие нанотехнологий 94 млрд. рублей за последние два года. «Роснано» (Анатолий Чубайс )за три года работы корпорации одобрил инвестиции в 93 высокотехнологичных проекта с общим бюджетом около 300 млрд. руб.

Доля частного капиталовложения в развитие нанотехнологий в России в 2008 г. составляла всего 12 % от всех инвестиций, в то время как в США, Японии и Южной Корее частный бизнес инвестировал наноразработки в объеме, не уступающем бюджетной поддержке, причем размеры частных инвестиций в наноиндустрию росли большими темпами.

Но по итогам 2009 года Россия сумела занять четвертое место в мире по привлечению частных инвестиций в нанотехнологии. Объем частных инвестиций, привлеченных в проекты госкорпорации «Роснано» достиг 17 миллиардов рублей.

Заметим, что Россия также не сильно отстает по объемам частных инвестиций от Германии, у которой третье место в мире по этому показателю. На первом месте в мире по привлечению частных инвестиций в нанотехнологии США, на втором — Япония.

На фоне благоприятных и льготных условий, которые повсеместно создаются для развития приоритетных проектов, в том числе и в области нанотехнологий, выйти на международный рынок и занять там уверенную позицию для России будет нелегко.

64 % из числа зарегистрированных патентов в области нанотехнологий приходится на долю США. Россия — явный аутсайдер в списке владельцев нанотехнологических патентов.

Как россияне относятся к нанотехнологиям, показал соцопрос 16 декабря 2009 г. [6].

Специалисты агентства «Сканмаркет», проведя телефонный социальный опрос около пяти тысяч человек в апреле-мае 2009 года, выяснили, что знают россияне о нанотехнологиях, и как они относятся к данной инновационной сфере. Целью исследователей было охватить как можно больше городского населения и по возможности поработать со всеми округами РФ. Таким образом, данный опрос был проведен в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Ростове-на-Дону и Хабаровске.

Результаты социального исследования получились следующие [6]:

• с понятием «нанотехнологии» знакомо больше половины населения городов нашей страны (52 %);
• большинство из них относятся к нанотехнологиям положительно, так как считают, они помогут изменить жизнь к лучшему, а 20 % т вовсе рисуют картины светлого будущего с «нано»;
• 50 % из «знакомых с нанотехнологиями» могут более или менее точно дать определение данному направлению;
• 1/3 жителей городов России полагают, что продукты нанотехнологий имеют все шансы появиться на массовом рынке уже примерно через 5 лет;
• у 3 % опрошенных россиян нанотехнологии вызывают негативные эмоции;
• оставшиеся 45 % от числа всех опрошенных относятся к нанотехнологиям нейтрально.

За пять лет слово «нанотехнологии» в России стало привычным.

В представлении большинства тех, кто относится к продуктам наноиндустрии положительно, позитивная картина будущего связывается, во-первых, с новизной, а, во-вторых, с высоким качеством производства. Отрицательно относящиеся к нанотехнологиям граждане, в первую очередь, боятся непредсказуемых для общества последствий их использования и предполагаемого негативного влияния на здоровье людей [6].

Говоря об отрицательных последствиях нужно упомянуть, чтоне меньшее внимание в США и в странах Европейского Союза уделяется изучению потенциального ущерба, который наноматериалы могут нанести здоровью человека и окружающей среде. Любопытно, что в Белой книге, подготовленной под редакцией акад. В. Я. Шевченко по результатам Всероссийского опроса ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий, среди многочисленных направлений наноисследований, проводимых в России, отсутствует даже упоминание о возможных рисках и негативных социальных последствиях развития нанотехнологий и применения наноматериалов. Также большуюопасность для России и всего человечества представляет вывод гонки вооружений на наноуровень [3].

Нанотехнологии сыграли важнейшую роль в разнообразных областях науки и техники,мы активно пользуемся благами нанотехнологий (например, в медицине, электронике и бытовой технике и т. д.), однако, следует уделить внимание и отрицательной стороне. Как правило, данный вопрос не особо волнует производителей и далеко не всегда предается огласке.

У России есть все шансы не просто разрабатывать новые технологии, но и выйти на международный рынок с нанопродукцией и удачно реализовывать данную деятельность.

Перспективы нанотехнологической отрасли поистине грандиозны. Нанотехнологии кардинальным образом изменят все сферы жизни человека. На их основе могут быть созданы товары и продукты, применение которых позволит модернизировать целые отрасли экономики.

Список литературы:

1. Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии: Учебное пособие / Азаренков Н. А., Береснев В. М., Погребняк А. Д., Маликов Л. В., Турбин П. В. – Х: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2009. – 209 с.
2. Нанотехнологии. Азбука для всех. Под ред. Ю. Д. Третьякова. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008
3. Проблема развития нанотехнологии в России и за рубежом. Третьяков Ю. Д. – 11 с.
4. Риски и возможности нанотехнологий. Зубова А. М. // Московский инженерно-физический институт. – М: — 2010
5. Андриенко Л. А. Нанотехнологии в России. // «Российская газета» — Спецвыпуск «Наука». — 2011, № 5604. [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://www.rg.ru/2011/10/12/nanotehnologii.html(дата обращения: 13.04.2012)
6. Как россияне относятся к нанотехнологиям. – 2009 [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL:  http://nano-info.ru/post/3002(дата обращения: 12.04.2012)
7. Нанотехнологии для чайников. — 2011[электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://www.simplynano.ru/chto-eto-takoe/otlichitelnye-osobennosti/(дата обращения: 12.04.2012)