Период активного оснащения НОЦ и других участников создаваемой Национальной нанотехнологической сети новым уникальным оборудованием для проведения исследований заканчивается. Теперь на повестке дня все чаще стоят вопросы подготовки кадров для наноиндустрии и расширения взаимодействия с промышленностью. Можно ли тут предложить что-то новенькое? Можно, уверены многие участники ННС. Своими рецептами они готовы поделиться с коллегами. А “Наноскоп” - с читателями.
Эволюционный отбор
На успех в нанотехнологиях претендовать смогут междисциплинарные магистры, но как их подготовить? Об этом задумались в НОЦ по направлению “Нанотехнологии” СПбГЭТУ “ЛЭТИ”
Сотрудники НОЦ по направлению “Нанотехнологии” в своем вузе СПбГЭТУ “ЛЭТИ” чувствуют себя весьма уверенно, потому что за последние два года (2007 и 2008) заработали за свою научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую деятельность более 450 млн рублей. И работают они хоть и в подвальном помещении, но в отличных условиях: мало того, что все красиво, современно, есть еще и своя подготовка воды, очистка воздуха, гермозона...
Ректоры, увидев все это в один из дней, когда в Санкт-Петербурге проходило совещание, посвященное работе НОЦ в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ на 2008-2010 гг.” (Поиск №26, 2009), услышав о таких доходах, вспомнили собственные вузы:
- Мои все “дай” да “дай!”, а здесь сами зарабатывают. На чем?
Профессор кафедры микроэлектроники СПбГЭТУ Виктор Лучинин, научный руководитель НОЦ по направлению “Нанотехнологии”, отвечал не таясь: разрабатываем и создаем технику, которая была бы абсолютно устойчива к экстремальным воздействиям, в том числе электромагнитным. Преобразователи сигналов на основе микро- и наноразмерных мембран в интеграции с оптическими волноводами можно использовать при повышенных уровнях радиации, электромагнитных воздействиях и высоких температурах.
- Мы умеем создавать автоматически управляемые эндоскопические системы, - продолжал Виктор Викторович, - в которых объединены оптический, виброакустический и радиоканалы. Имея длину несколько метров, они предназначены для обеспечения задач, решаемых людьми в достаточно тяжелых условиях при анализе работоспособности сложных технических систем без возможности их демонтажа. Вся разработка наша, от начала до конца, но делаем мы изделия сейчас только небольшими партиями, а далее предстоит передача документации в промышленность.
Лучинин демонстрировал различные изделия микросистемной техники быстро - все маленькие, неброские, но производящие впечатление на профессионалов. Кто-то поинтересовался: каково напряжение для этих устройств? В ответ услышал - несколько вольт. И далее рассказ перешел на тему возрождения вакуумной электроники, реализуемой в микро- и наноразмерах. В рамках данного направления в “ЛЭТИ” занялись микромощными системами, рассчитанными на сверхвысокие частоты в сотни гигагерц. Характерно, что такая вакуумная техника нового поколения также обладает высокой радиационной стойкостью и температурной стабильностью. Вообще, говорят, в чем этот НОЦ лидер, так это в технологиях для обеспечения безопасности на микро- и наноуровнях. Центр, например, участвует в исследованиях широкой номенклатуры интегральных схем, которые используются в космических объектах.
На вопрос, чем намерены заниматься в ближайшие пять лет, Лучинин уверенно ответил:
- Мы выбрали три основных направления. Прежде всего, мы будем работать с чипами - риктенами, которые смогут собирать энергию из окружающего пространства. Эти разработки диктуются развитием определенной архитектуры наносистем, и, по оценкам иностранных специалистов, КПД таких преобразователей может достигать 80 процентов... Второе направление - микромощная электроника на основе алмазоподобных материалов и автоэмиссионных систем, которые позволяют локализовать достаточно высокие плотности энергии в сверхограниченных объемах. А третье направление - гибридные или конвергентные микро- и наносистемы.
Третья тема - конек Виктора Викторовича. Вместе с коллегой - сотрудником НОЦ биохимиком В.Карасевым - в этом году он издал монографию “Введение в конструирование бионических наносистем”, где авторы представили читателям базовые понятия, необходимые для решения инженерных задач в нанобиоэлектронике, обсудили возможность конструирования на основе биосистем сенсоров и информационных сред нового поколения.
В этом году на базе НОЦ стал издаваться журнал “Биотехносфера”, который ориентирован на проблемы создания интерфейса между живой и неживой природой. По мнению Лучинина, сейчас самая главная задача исследователей - научиться взаимодействовать на наноуровне одновременно с техническими и биологическими объектами, чтобы в дальнейшем уверенно создавать биотехнические и бионические системы.
- На Западе их часто называют гибридными, мол, там объединяется живое с неживым - органика с неорганикой. А у нас приживается другое понятие - конвергентные, как бы взаимопроникающие друг в друга, - объясняет Виктор Викторович. - Но при этом возникает проблема контроля продукта. Сама наночастица настолько энергетически мощная, что, если она сформировалась, “расщепить” ее практически невозможно. За пределами лаборатории или цеха она может сыграть как положительную, так и отрицательную роль, причем далеко не безобидную. За рубежом создаются стандарты по безопасности наноматериалов и процессов нанотехнологий для людей. У нас также имеются определенные сдвиги в данном направлении. Но пока дело в самом начале пути. Правда, как сказал А.Хлунов, вопрос рассматривался на правительственной комиссии, и теперь директивным образом создана рабочая группа, отвечающая за решение этих проблем.
В тематике, которой занимается НОЦ под руководством В.Лучинина, объединены две стороны одной проблемы: нанотехнологии для создания систем безопасности и безопасность нанотехнологий. Прежде всего, с точки зрения влияния на здоровье человека: ведь наночастицы меняют скорость окислительных процессов, действуют на нервную систему, вполне возможно - и на генетику живых объектов. Не стоит нагнетать страх перед нанотехнологиями, но надо понимать, что комфорт, удобства не всегда безопасны. Скажем, можно повышать качество пищевой упаковки или пищевых покрытий с точки зрения длительности хранения, но как в условиях использования наноматериалов это отразится на безопасности продуктов? Исследования на Западе развиваются по мере того, как продвигаются прикладные вопросы в использовании наноматериалов. Бионические системы позволяют обострить чувствительность сенсоров, однако ясно, что они не всегда столь же жизнеспособны, как аналогичные изделия из классической неорганики. Их задача - распознать и дать сигнал, что в объекте или среде появился, скажем, токсин. Наглядной формой распознавания может быть, например, изменение цвета или электропроводности. Поэтому гибридные системы - это просто сложение одного с другим, а конвергентные системы - взаимопроникновение, взаимозависимость... Мы вышли на тот уровень общения с миром, когда границы неорганического и биоорганического фактически сливаются. Потому что нанообъекты неорганической и биоорганической природы уже сопоставимы по размерам, могут эффективно взаимодействовать как два физико-химических объекта с возникновением у конвергентной наносистемы ранее не известных свойств. При искусственном синтезе таких систем обостряется вопрос эволюционного отбора, то есть процесса распознавания и апробации природой.
Вот почему так важно сейчас понять нанотехнологам, создателям наноматериалов, чем в первую очередь заниматься, кого прежде всего вербовать в соратники.
- Недавно, - рассказал В.Лучинин, - я ознакомился с результатами исследований Института нанотехнологий Великобритании. Они опросили около 200 ведущих специалистов из европейских и американских организаций. Главный вопрос: кого же нужно готовить для нано? Наиболее востребованными, с точки зрения профессиональной аудитории, оказались специалисты, имеющие ученую степень. То есть с самого начала нужен высокий уровень знаний. Следующий уровень - междисциплинарные магистры. У нас их практически нет. И задачу их подготовки надо ставить в первую очередь перед мощными университетами, где объединяются фундаментальные междисциплинарные знания. Дальше идут магистры по конкретным направлениям.
Обращает на себя внимание и тот факт, что, по мнению специалистов, люди, которые заканчивают университеты по естественно-научным специальностям, плохо владеют инженерным делом. А люди, которые получают хорошее инженерно-техническое образование, обычно имеют вполне приличный уровень естественных знаний и способны достаточно легко добрать недостающие знания в отдельных направлениях. То есть имеется потребность в одних и в других, однако уровень подготовки технических специалистов должен быть достаточно высоким - скажем, уровень Массачусетского технологического института. Каких же “наноспециалистов” надо готовить? Их вывод: на первом месте - материаловеды, на втором - специалисты, ориентированные на нанобиологический интерфейс. То есть, по-видимому, специалисты в области конвергентных систем.
И последнее - надо начинать заниматься формированием рынка нанопродукции. Он не только не сформирован, многие даже не представляют, какие возможности есть у этого рынка. Надо повышать общую и технологическую культуру в этой новой области. Помните, как формировали информационную культуру? Но ее сейчас человек может начать впитывать с раннего детства, а нанотехнологическую культуру, основанную на фундаментальных знаниях, объективно можно формировать позже. Сейчас крайне важно удержать и развивать те научно-педагогические школы по нано, что возникли. При этом требуются такие же серьезные меры их поддержки и контроля, которые были применены при реализации атомных, космических, информационных проектов. А для этого нужен соответствующий государственный заказчик. Одного Роснано мало. Важнейший вопрос при формировании рынка нанотехнологий и конкурентоспособной отечественной нанопродукции - интеллектуальная собственность. Нет интеллектуальной собственности в области нано - ты не хозяин рынка. У нас, кстати, есть несколько патентов с понятиями на основе приставки “нано”. Наносенсорные системы или, например, микроаналитический чип для генетического анализа. Но в целом в стране образовательная культура в области интеллектуальной собственности достаточно низкая. Мы, например, специально подготовили курс по выбору студентов “Правовые основы наноиндустрии”, в котором рассмотрены вопросы как правового обеспечения безопасности, так и интеллектуальной собственности в условиях формирующейся наноиндустрии. Думаю, что он может оказаться полезным не только студентам нашего вуза.
 |
po_2930_a3_11.pdf (3.22 Мб.) Наноскоп - 20 (часть 1): |
|
po_2930_a3_12.pdf (2.39 Мб.) Наноскоп - 20 (часть 2): |
|
po_2930_a3_13.pdf (2.43 Мб.) Наноскоп - 20 (часть 3): |
|
po_2930_a3_14.pdf (1.66 Мб.) Наноскоп - 20 (часть 4): |
|
|
