Российские нанотехнологии №7-8 2012

июль-август 2012

том 7, № 7-8

Экспериментальное исследование анизометрической хиральной фазы ксерогеля

ию

ль-а

вгус

т 20

12ТО

М 7

, № 7

-8

�•��Использование�фазового�магнитного�анализа�для�иссле-дования�и�контроля�состава�и�свойств�нанокомпозитов�Fe/C

�

•��Особенности�взаимо-действия�экзогенных�наночастиц�туго-плавких�фаз�с�ПАВ�в�модельном�расплаве�никеля�с�учетом�раз-мерного�фактора

�•��Эксиплексное�излуче-ние�светодиодов��на�основе�цинковых�комплексов�с�сульфа-ниламинозамещенны-ми�лигандами

*Изображение,�полученное�с�помощью�оптического�микроскопа�после�высыхания�раствора�хирального�соединения.

На сайте www.nanorf.ru открыт архив журнала «Российские нанотехнологии»

• Более 200 научных и около 100 научно-популярных статей открыты для просмотра и свободного скачивания в формате PDF

• На сайте размещены выпуски журнала с 2006 по 2009 год

1W W W. N A N O R F. R U | Т О М 7 | № 7- 8 2 0 12 | Р О С С И Й С К И Е Н А Н О Т Е Х Н О Л О Г И И

научно-техническая политика

Р О С С И Й С К И Е Н А Н О Т Е Х Н О Л О Г И И | Т О М 7 | № 7- 8 2 0 12 | W W W. N A N O R F. R U2

с л о в о р е д а к т о р а

Прогресс в техносфере можно оце-нивать с точки зрения сложно-сти и разнообразия потребляемых

человеком продуктов и с точки зрения технологий их производства. Если первое очевидно для потребителя, то, что про-исходит с технологиями, как правило, потребитель товаров и услуг не видит. Большинство аналитических матери-алов концентрируют внимание именно на прогрессе характеристик продуктов потребления, оставляя в стороне эво-люцию технологий. Аналогичный подход к оценке эффективности инвестиций используют и инвесторы. Если посмо-треть на прогресс в техносфере со сторо-ны технологий, обеспечивающих прогресс продуктов и услуг, то можно увидеть, что все чаще этот прогресс обеспечи-вается переходом технологий из сферы производства одних товаров в сферу про-изводства других товаров. Это значит, что появление новых товаров и услуг не всегда требует создания для этого новых технологий. Можно говорить, что в этом случае речь идет об унификации техноло-гий – использовании технологии для про-изводства все более широкого спектра товаров.

Впечатляющим примером унифи-кации технологии является техноло-гия получения полимерных композитных материалов. Около 200 лет назад впер-вые композитные пленки состава жела-

тин – кристаллы галогенида серебра были получены и применены для записи оптической информации. Сегодня мы зна-ем, что полимерные композиты на осно-ве углеродных волокон используются для производства элементов летательных аппаратов. Состав композита изменился, область применения композита измени-лась, а технология получения композита очень похожа на «древнюю». Уже прак-тически прекратилось производство све-точувствительных пленок и фотобумаг, а технология «жива» и переходит в про-изводство других композитных матери-алов. На примере технологии производ-ства фотографических пленок интересно обсудить возможные стратегии поведе-ния компании владельца технологии при сокращении спроса на продукцию.

В конце 80-х годов стало ясно, что фотопленка как способ регистрации оптических изображений доживает последние «дни», и производители фото-пленки были поставлены перед выбором: погибнуть, создать продукт, заменя-ющий фотопленку и решающий задачу записи изображения и не имеющий при-сущих фотопленке недостатков, или найти продукцию, производимую по име-ющейся у фирмы технологии, но с новым для компании сегментом товарного спроса. Kodak выбрал путь разработки ПЗС-матриц. Но производство таких устройств базируется на дорогостоящей высоковакуумной технологии, которой Kodak не владел. В итоге эту нишу ему занять не удалось – конкуренцию вы- играли профессиональные электронные компании. Не нашел Kodak своевремен-но и новую продукцию, пользующуюся спросом и производимую по технологиям фирмы. Сегодня таким продуктом могли бы быть полимерные светоизлучающие

пленки или полимерные фотовольтаи-ческие батареи и т. д. Но двадцать лет назад эти продукты еще не «созрели». В итоге «большой» Kodak ушел в «небы-тие», унеся с собой уникальный техноло-гический опыт производства пленочных композитных материалов.

Анализ технологий, использующих-ся в биосфере, показывает, что при огромном разнообразии растительного и животного мира число применяемых Природой технологий ограничено. Это означает, что в процессе эволюции про-изошла унификация технологий. Напри-мер, для производства около 30 000 типов мембранных белков различного назначения в клетке используется одна технология и около двадцати различ-ных аминокислот. Похоже, что вектор эволюции был направлен на унификацию технологий. Именно это позволило орга-низмам в процессе эволюции в зависимо-сти от условий обитания «терять» орга-ны чувств (например, зрение) и затем в новых условиях создавать его вновь, восстанавливая в ДНК участок генома, ответственный за синтез зрительных белков.

Многие факты показывают, что эволюция техносферы повторяет траек-торию эволюции биосферы (возрастает сложность в процессе эволюции), и это позволяет допустить, что основной век-тор эволюции техносферы направлен на унификацию применяемых технологий. Это означает, что на смену нынешнему разнообразию применяемых технологий придет ограниченное число технологий, с использованием которых будут про-изводиться большинство необходимых товаров. Скорее всего, это будут жид-кофазные экструзионные и принтинговые технологии.

Игн

ат С

олов

ей

Главный редактор, академик РАН М.В. АЛФИМОВ

Унификация технологий – основной вектор прогресса в техносфере


июль-август 2012

ТОМ 7, №7-8

Учредители:Федеральное агентство по науке

и инновациям РФ, ООО «Парк-медиа»

Редакционный совет:Председатель: М.В. Ковальчук

Главный редактор: М.В. Алфимов

Ж.И. Алфёров, А.Л. Асеев, Е.Н. Каблов, М.П. Кирпичников,

С.Н. Мазуренко, К.Г. Скрябин

Редакционная коллегия:Ответственный секретарь: М.Я. МельниковМ.И. Алымов, В.М. Говорун, С.П. Громов,

А.М. Желтиков, А.В. Лукашин, А.Н. Озерин, А.Н. Петров, Б.В. Потапкин, В.Ф. Разумов,

И.П. Суздалев , А.Б. Ярославцев, Я.И. Штромбах, Е.Б. Яцишина

Издатель: А.И. ГордеевРуководитель проекта: Т.Б. Пичугина

Выпускающий редактор: М.Н. МорозоваРедактор: С.А. Озерин

Корректура: Г.В. КалашниковаПодготовка иллюстраций, макет и верстка:

К.К. Опарин, Е.Б. Чубатюк Фотоподбор: М.Н. Морозова

Распространение: Е.Л. ПустоваловаE-mail: [email protected], www.nanorf.ru, www.nanoru.ru

Дизайн журнала: С.Ф. Гаркуша

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ №ФС77-26130 выдано Федеральной службой по надзору

за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия 03 ноября 2006 г.

Адрес редакции: 119234, Москва, Ленинские горы, Научный парк МГУ, владение 1, строение 75Г. Телефон/факс: (495) 930-87-07.

Для писем: 119311, Москва-311, а/я 136Подписка: (495) 930-87-07.

E-mail: [email protected], www.nanorf.ru , www.nanoru.ruISSN 1992-7223

При перепечатке материалов ссылка на журнал «Российские нанотехнологии» обязательна. Любое воспроизведение опубликованных материалов без пись-менного согласия редакции не допускается. Редакция не несет ответственность

за достоверность информации, опубликованной в рекламных материалах.

© РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ, 2012

Номер подписан в печать 17 июля 2012 г. Тираж 1000 экз. Цена свободная.

Отпечатано в типографии «МЕДИА-ГРАНД»

СОДЕРЖАНИЕ

Публикация в журнале

бесплатная

Журнал индексируется в базе

Scopus

ЖУРНАЛ «РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ» входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные науч-ные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.

Как его найти: Смотрите страницу на сайте ВАК: http://vak.ed.gov.ru/ru/help_desk/list/Журнал «Российские нанотехнологии», его англо язычная версия и приложения к нему издаются при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ.

Публикация ста-тьи занимает

3 месяца

Выходит

6 разв год

Англоязычная версия распространяется

Springer

Слово редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Медаль или миллион долларов? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Функциональные наноматериалы . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Интерактивные учебно-научные комплексы удаленного доступа к специализированному оборудованию для отечественной наноиндустрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Читаем новинки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

В мире нано . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Импакт-

фактор РИНЦ

0.954


с т а т ь иНАНОНаноструктуры, включая нанотрубкиС.А. Николаев, М.В. Чудакова, А.В. Чистяков, В.В. Кривенцов, М.В. ЦодиковВосстановительная дегидратация этанола в углеводороды на Ni- и Au-содержащих нанокомпозитах . . . . . . . . . . . . . . . 21

В.Г. Костишин, Л.В. Кожитов, А.В. Нуриев, А.Т. Морченко, К.В. Похолок, Д.Н. ЧитановИспользование фазового магнитного анализа для исследования и контроля состава и свойств нанокомпо-зитов Fe/C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

И.П. Суздалев , Ю.В. Максимов, В.К. Имшенник, С.В. Новичихин, В.В. Матвеев, А.С. Плачинда, Чан-Ронг ЛинМагнитная и электронная структура нанокомпозита на осно-ве полиакрилатов с нанокластерами магнетита . . . . . . . . . 36

Е.С. Трофимчук, Н.И. Никонорова, Е.А. Нестерова, С.А. Якухнов, Д.К. Мальцев, М.Н. Иноземцева, А.Л. Волынский, Н.Ф. БакеевПолучение нанопористых неорганических пластин . . . . . . 41

Б.Н. Хлебцов, В.А. Ханадеев, Е.В. Панфилова, С.А. Минаева, М.Ю. Цветков, В.Н. Баграташвили, Н.Г. ХлебцовПлатформы для поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния на основе ассемблированных золотых нано-стержней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

С.Д. Шандаков, М.С. Рыбаков, А.В. Кособуцкий, О.Г. Севостьянов, Н.С. Звиденцова, А.Н. Гутов, М.В. Ломакин, И.В. АношкинКонтролируемый рост однослойных углеродных нанотрубок с использованием аэрозоля этанола и ферроцена . . . . . . . 56

Наноматериалы функционального назначенияА.В. Волков, В.В. Полянская, М.А. Москвина, С.Б. Зезин, А.И. Дементьев, А.Л. Волынский, Н.Ф. БакеевСтруктура и свойства гибридных нанокомпозиций ПП-tio2 и мезопористой tio2, полученных с использованием явления крейзинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Г.Г. Кувшинов, Ю.Л. Крутский, А.М. Оришич, И.С. Чуканов, А.С. Варфоломеева, Ю.В. Афонин, В.И. Зайковский, Д.Г. КувшиновМорфология карбида кремния, синтезированного из смеси нановолокнистого углерода и ксерогеля при лазерной абляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Публикуем статьи по проектам ФЦПРедакция «Российских нанотехнологий» обращается к руководителям проектов, поддержанных ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям научно-технологическо-го комплекса России на период 2007–2013 годы», «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» и «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Рос-сийской Федерации на 2008–2011 годы». Мы будем рады опубликовать статьи с результатами, полученными в ходе выполнения ваших проектов. Статьи могут быть подготовлены как в науч-ные рубрики, так и в деловые – «Научно-техническая политика», «Исследования и разработки».

Публикуя в нашем журнале статьи с результатами проектов ФЦП, вы убиваете двух зайцев: отчи-тываетесь перед заказчиком и повышаете свои ПРНД.

В правилах для авторов (стр. 118) вы найдете все необходимые указания для подготовки публи-каций. А если остались вопросы, пишите, звоните нам: +7-495-930-87-07, [email protected]

Редакция

Наноматериалы конструкционного назначенияС.Н. Анучкин, В.Т. Бурцев, А.В. Самохин, М.А. СинайскийОсобенности взаимодействия экзогенных наночастиц туго-плавких фаз с ПАВ в модельном расплаве никеля с учетом размерного фактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

А.А. Тимофеев, М.И. Алымов, А.Г. ГнедовецФормирование ансамбля кластеров золота в тонкой аморф-ной углеродной пленке под воздействием электронного пучка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

НанофотоникаА.В. Баринов, Н.С. Горячев, Д.А. Полетаева, А.Ю. Рыбкин, А.Б. Корнев, П.А. Трошин, Ф.И. Шмитт, Г. Ренгер, Г.И. Эйхлер, А.И. КотельниковФотодинамическая активность гибридной наноструктуры на основе поликатионного производного фуллерена и ксан-тенового красителя эозина Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

М.Г. Каплунов, С.С. Красникова, С.Л. Никитенко, И.К. ЯкущенкоЭксиплексное излучение светодиодов на основе цинковых комплексов с сульфаниламинозамещенными лигандами . . . 91

А.О. Рыбалтовский, В.Н. Баграташвили, А.А. Ищенко, Н.В. Минаев, Н.Н. Кононов, С.Г. Дорофеев, А.А. Крутикова, А.А. ОльховЛазерно-индуцированные эффекты в спектрах комбинаци-онного рассеяния нанокристаллического кремния . . . . . . 96

НанобиологияА.А. Зубарева, Д.В. Курек, С.В. Сизова, Е.В. Свирщевская, В.П. ВарламовОпределение физико-химических параметров наночастиц модифицированного хитозана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

С.В. Стовбун, А.А. Скоблин, А.И. Михайлов, М.В. Гришин, Б.Р. Шуб, А.М. Занин, Д.П. Шашкин Экспериментальное исследование анизометрической хиральной фазы ксерогеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

С.В. Стовбун, А.А. Берлин, А.И. Михайлов, В.И. Сергиенко, В.М. Говорун, И.А. Демина, Т.С. КалининаФизико-химические свойства высокомолекулярного рас-тительного полисахарида класса гексозных гликозидов (Панавир) с противовирусной активностью . . . . . . . . . . . . 112

НАНО краткие сообщения

Наноматериалы конструкционного назначенияА.В. Галахов, Н.А. АладьевАэрозольные порошки с фрактальной структурой . . . . . . 116Правила для авторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Для рекламодателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119


В этом номере

В с т а т ь е Е . С . Трофимчука и др . опи-с а н о р и г и н а л ь н ы й метод получения пори-стых пластин из раз-личных неорганиче-ских веществ с исполь-зованием полимерных м а т р и ц , в ы с о к о д и -сперсная структура

которых сформирована по механиз-му крейзинга . Структура пористой пластины и ее характеристики могут варьироваться в широких пределах и зависят от морфологии исходной полимерной матрицы, степени ее деформации, количества и способа введения неорганического компонента .

В работе А .А . Тимофеев и др . исследователи с помощью микроскопа наблюдали за зарождением и процесса-ми эволюции кластеров золота в трехслойной системе «углерод – ( з о л о т о + углерод) – у г л е р о д » . П о к а з а н о , что разме-ры образо-

вавшихся нанокластеров золота зависят от дли-тельности воздействия пучком быстрых элек-тронов . Обнаружено, что средний размер нанокла-стеров уменьшается по мере удаления от центра источника тепла и за пределами воздействия электронного пучка нанокластеры не образуются . Изменение размеров нанокристаллов в этой области коррелирует с профилем интенсивности электронно-го пучка .

В статье А .А . Зубаревой и др . в ходе работы были получе-ны наночастицы на основе модифицированного хитозана и различными методами определены их физико-хими-ческие параметры . По результатам проведенного иссле-дования было показано, что не существует универсаль-ного метода опре-деления размеров полученных нано-структур . Однако

при использовании нескольких методов и объективной оцен-ки достоинств и недостатков каждого из них возможно не только определение размера частиц с высокой точностью, но и получение дополнитель-ной информации об их мор-фологии, которая важна при дальнейшем использовании их в качестве векторов для доставки биологически актив-ных веществ .

стр.

41

стр.

80

стр.

102

Лазерно-индуцированным эффектам в спектрах комбинационного рассеяния нанокристаллического кремния посвяще-на работа ученых (стр. 96) из НИИ ядер-ной физики им. Д.В. Скобельцына, МГУ им. М.В. Ломоносова. На вопросы отвечает первый автор исследования, ведущий науч-ный сотрудник, руководитель научной груп-пы Алексей Ольгердович Рыбалтовский.

Почему была выбрана методика комбинаци-онного рассеяния для исследования влияния лазерного излучения на нанокристаллический кремний?Из всех спектроскопических методов исследования твердого тела методика комбинационного рассеяния (КР) в применении к порошко- образному нанокристаллическому кремнию может дать максималь-ное количество информации о внутреннем состоянии самого веще-ства и его изменении в процессе лазерного воздействия. Современная методика КР позволяет четко фиксировать малейшие изменения коле-бательных состояний данной системы или отдельных ее структурных элементов в зависимости от разного рода воздействий на эту систему, в том числе и лазерного. При этом изменения в образцах могут быть зафиксированы с разрешением меньше одного микрона при сканиро-вании зондирующего лазерного излучения по поверхности или объему данного объекта исследования. Поэтому рассматриваемая методика дает возможность подробно изучить не только трансформацию отдель-ных частиц нанокремния при фототермическом лазерном воздействии, но и установить влияние окружения на эти частицы во время самого воздействия. Установки по изучению КР позволяют производить зон-дирование исследуемого объекта, в том числе и слоя порошка нано-кристаллического кремния с помощью различных частот лазерного излучения, изменяя в пределах нескольких порядков его мощность. Это в свою очередь создает уникальные возможности для изучения процессов трансформации частиц нанокремния в непрерывном вре-менном режиме при облучении.

В исследовании использовалось лазерное излучение с длиной волны рав-ной 532 нм. Почему использовали именно эту длину волны?Из двух лазерных рабочих длин волн 532 и 785 нм, которые существуют в данном спектрометре КР, нами в экспериментах с порошкообраз-ным нанокремнием использовалось более коротковолновое излучение. Такой выбор обусловлен по крайней мере двумя причинами. Первая связана с тем, что излучение подобного типа по своему диапазону ближе всего подходит к естественному дневному освещению. А вто-рая причина отвечает возможностям наблюдения более выраженного эффекта фототермического преобразования частиц нанокремния из-за большего коэффициента поглощения для них на данной длине волны.

В чем новизна исследования?Новизна данного исследования заключается прежде всего в том, что используемое непрерывное лазерное излучение с длиной волны 532 нм в качестве зондирующего для получения сигнала КР от по-рошка нанокремния одновременно применяется в качестве инстру-мента, изменяющего физико-химическое состояние данной среды. При этом, используя возможности имеющейся аппаратуры, можно изучать развитие термоокислительных процессов в порошке на воз-духе в широких временных интервалах и при варьировании мощности лазерного излучения в пределах нескольких порядков.

Что, по вашему мнению, самое важное в исследовании и почему?Самое важное является продемонстрированная с помощью КР воз-можность создавать и менять в широких пределах физико-химиче-ское состояние порошка нанокремния путем воздействия самого зон-дирующего лазерного излучения. При соответствующем увеличении его мощности можно получить практически полностью окисленное состояние этих частиц, сопровождающееся процессом выделения тепловой энергии. Кроме того, в этом случае впервые наблюдалось появление необычного сигнала КР для кремния, который мы связы-ваем с развитием сильных напряжений на границе «ядро-оболочка» частицы в процессе ее остывания после лазерного воздействия. Таким образом, предлагаемые в данной работе подходы и методики исследо-вания позволяют не только целенаправленно получать новые состо-яния нанокристаллического кремния. Они также дают возможность внести определенный вклад в развитие представлений о механизмах диссипации энергии лазерного излучения в сильно поглощающих и рассеивающих мелкодисперсных средах.

анонс

Первый автор

ПЭМ микрофотография фрагмен-тов пористых пластин Ag

Схематическое изображение трехслойного образца на подложке NaCl

Конфокальная микроскопия ФИТЦ меченных наночастиц полистирола



– Михаил Яковлевич, какие технологии современной нано-науки вы считаете наиболее перспективными?

– Все технологии, связанные с материаловедением в широком смысле этого слова, потому что в этой области всегда можно найти что-то новое. Если говорить о научных направлениях, то, конечно, большой интерес представляет компьютерное моделирование, раньше этим мало занима-лись.

– Вы имеете в виду компьютерное моделирование новых материалов и наносистем?

– Да. Ученому всегда хочется решать интересные ему задачи. Но описание параметров различных систем с точ-ки зрения красоты науки невероятно трудоемкая и сложная задача, для решения которой необходимо сотрудничество с хорошими экспериментаторами. Всегда уровень сопоставле-ния модельных представлений и реалий – мучителен. Гораз-до проще создать общую теорию и составлять список исклю-чения из нее. Решать конкретную задачу с помощью методов компьютерного моделирования – это непросто, потому что

вроде бы общие алгоритмы более или менее понятны, но по ходу работы возникает множество деталей, ответвлений.

– То есть компьютерное моделирование – это своего рода творческий подход ученого к решению задачи на новом уровне?

– Это творческий и прогностический метод решения научных задач, который значительно экономит время. Грубо говоря, даже скрининг подходов. А поскольку эксперимен-ты в нанонауке долгие и трудоемкие, то грамотное их про-ведение даст большой выигрыш.

Разумеется, этим должны заниматься ученые, владею-щие компьютерными навыками, которые смогли сделать шаг от чистой науки к материаловедению. Сегодня с помо-щью компьютерного моделирования в наших институтах решают проблемы сенсорных, градиентных и конструкци-онных наноматериалов. И, как показывает опыт, такие рас-четы заметно удешевляют последующий эксперимент.

– Какие изменения в нанонауке за последние 20 лет вы бы отметили? Какие направления, которые считались перспектив-ными, не оправдались, а какие вырвались вперед?

Медаль или миллион долларов?Мы продолжаем серию интервью с редколлегией нашего журнала. На сей раз о развитии нанотехнологии рас-сказывает доктор химических наук, профессор химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Михаил Яковлевич Мельников.

Игн

ат С

олов

ей


– Наука может вырваться вперед, когда она востребова-на. Например, по данным журнала «Российские нанотехно-логии», в разделе «Наноэлектроника» за последние семь лет было опубликовано всего несколько статей. Это не озна-чает, что нет фундаментальных исследований в этой обла-сти, но, по всей видимости, в реализации нанотехнологий в этой важнейшей области мы заметно отстаем. Ситуацию не выправить приобретением готовых технологий 10–15-лет-ней давности. Кроме того, рядом Китай, и при той стои-мости продукции, которая идет с Востока, нам невыгодно этим заниматься. Конечно, и у нас есть конкурентоспособ-ные изделия, прежде всего двойного назначения, на кото-рые нельзя устанавливать американские, тайваньские или китайские микросхемы.

У наших изделий очень большой разрыв по времени и стоимости с конкурентными рынками. Конечно, можно сократить цену на них на 20 %, но в два раза этого сделать просто нельзя.

– В гаджетах и бытовой технике мы проигрываем. Куда надо вкладывать средства сегодня?

– Я бы сказал, что здесь мы уже проиграли. Мы вошли в ВТО, и надо понимать, что на мировом рынке есть сферы, где нас просто не будет. Поэтому нужно сконцентрировать-ся на тех областях, где мы можем занять свою нишу. Это, например, композиционные и функциональные материа-лы, в этой области мы конкурентоспособны. Также я думаю, что нужно больше внимания уделять сфере биомедицины и наномедицины. Без собственной фармацевтики и нормаль-ной диагностики жить просто невозможно. Без этих состав-ляющих нельзя решить задачи, которые сегодня декларирует государство. А от того, что мы вложим еще двести миллиар-дов в регионы, люди точно дольше жить не станут.

Собственно говоря, финансировать можно все. Другой вопрос, на что вы тогда рассчитываете? Если хотите стать серьезным игроком на мировом рынке – это одно, другое дело, если вы собираетесь решать свои внутренние про-блемы, например, на рынке СНГ в триста миллионов чело-век. И этого вполне достаточно, чтобы жить на внутреннем потреблении, это та числовая граница, которая обеспечи-вает необходимые темпы роста экономики. Но для этого сначала надо выпускать продукцию и, конечно, развивать промышленность, ведь во всем мире функции ОТК для НИРовских и ОКРовских работ выполняет производящая промышленность.

Я помню, на Международном салоне изобретений в Женеве мы выставляли прибор, а наши соседи по стендам тайваньцы – компьютерную игру. Мы уехали оттуда с сере-бряной медалью, а они с миллионом долларов. Это было наше первое острое ощущение от мира коммерциализации научных результатов, мы почувствовали разницу в целях и психологии, об этом не надо забывать.

– Как изменилось отношение к нанотехнологиям в стране на разных уровнях: в науке, в бизнесе, государственных струк-турах?

– Что вам сказать? Все ошибаются. Например, япон-цы создали у себя мощности по производству фуллеренов, считая его перспективным. Но оказалось, что в таких мас-штабах они не востребованы. У всех есть промахи. Сейчас, например, все бросились к графену. Нанотехнологии – это область рискованных вложений. Здесь можно очень крупно выиграть, но всегда надо решать вопросы сбыта изделия, это длинная цепочка. И у нас она своеобразная. Есть государ-ство, есть ученые, и между ними штрихпунктирная линия. В разное время и в разном виде между ними оказываются посредники. Но каждый раз этим участникам, чтобы прий-

ти друг к другу, надо прыгать через пропасть. А за рубежом этого нет.

– Разве в этом не помогают технопарки?– Технопарки есть разные. Одни работают, как свечные

заводы, и это не худший случай, потому что они что-то про-изводят. Там работают люди, приобретают квалификацию, выпускают продукцию, которая востребована, но ее каче-ство и уровень я пока не обсуждаю. С другой стороны, есть технопарки, представляющие собой просто офисные поме-щения, и это классика жанра. Там работают деловые люди, но они не имеют отношения к развитию науки и техники, они просто зарабатывают деньги. Важно, какие задачи ста-вят перед технопарком, как используется интеллектуальная собственность. По-моему, до сих пор Стэнфордский универ-ситет зарабатывает миллионы долларов от использования патента на один из наиболее востребованных онкопрепара-тов цисплатин. Это другой уровень работы, это другой мир. Конечно, и у нас так работают, например, IT-компании. Эта область бизнеса нашла себя: малая материалоемкость и большой интеллектуальный вклад. Другое дело, если вам нужно что-то произвести, подготовить всю разрешительную документацию, пройти все цепочки согласования. Совет-ская наука была замечательная, когда надо было решить задачу, то она решалась, но без учета затрат, мы были вос-питаны в таком духе.

– Какими нанотехнологическими задачами занимается ваша научная группа?

– Мы занимается катализом, фотохимией супрамолеку-лярных систем в приложении к преобразованию солнечной энергии. Это пока модельные эксперименты. Занимались мы и люминесцентными зондами для биомолекул в Англии и получили патент, который, естественно, остался в Англии, у нас же – моральное удовлетворение как у соавторов. Патент, который мы получили здесь в области фармации, касается разработки эффективного противоопухолевого платиносодержащего препарата. Предклинические испы-тания препарата мы провели на свои деньги при поддерж-ке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и остановились, так как клини-ческие испытания в России стоят дорого, длятся безнадежно долго и в итоге это никому и не нужно, ведь гораздо про-ще приобретать медикаменты в других странах, сложилась целая «индустрия» экспорта. При этом наши препараты, например, растворимая форма цисплатина, может оказаться полезным для лечения ряда специфических онкозаболева-ний. Какое-то время мы подержим патент, а потом, скорее всего, забудем о нем.

– Не могли бы вы назвать сильные научные группы по раз-ным направлениям нанотехнологии?

– Есть высоко цитируемые люди, которые много сделали для развития своего направления, например Михаил Алфи-мов – в области фотохимии. Но если мы будем говорить о конструкционных материалах, то речь идет сразу о многих группах и подгруппах. Кто-то замечательно наносит титано-вые покрытия, другой – создает сам титан, третий – поли-мерные конструкционные материалы, а этот – мембраны, эти коллеги – специалисты по углероду, другие – по нано-трубкам, третьи – по графену. Поле велико, и квалифициро-ванные ученые у нас есть, но тех, кто занимаются действи-тельно «нанопроблемами», всего 10–15 %. Остальные лишь используют слово «нано», без которого могли бы и обойтись для решения всех своих проблем, кроме одной – финанси-рования, но так было всегда. Сегодня для ученых приставка «нано» – это способ получить внимание власти в денежном выражении.



Государство не формулирует глобальные технологиче-ские проблемы. Слово модернизация, которое к ним не относится, означает, что все, что у нас есть, должно работать лучше. А как? В свое время у нас были ядерный и ракетный государственные проекты, которые определялись нужда-ми ВПК. Разве какая-то область промышленности ставит перед собой подобные задачи сегодня? Металлургия – нет, «Газпром», энергетики – тоже. Получается, что крупнейшие государственные корпорации не формулируют глобальные задачи.

– Если бы у вас была возможность их сформулировать, какие бы направления назвали вы?

– На государственном уровне задекларировали несколь-ко программных направлений. Одно из них называлась народосбережением. Людей беречь надо, это первое. Соот-ветственно, на первое место выходят проблемы медицины, экологии и всего сопутствующего. А дальше мы должны дать ответ на вопрос: как мы собираемся жить? Если за счет нефти и газа, значит, нужно заниматься их добычей и пере-работкой. Если выберем машиностроение, надо формулиро-вать другие задачи. Если высокими технологиями на уровне нано, значит, раскрыть эту задачу по всей цепочке – от обра-зования до производства. Сейчас таких сквозных цепочек у нас нет, хотя и времени для этого было отведено мало. Ведь дерево плодоносит не на первый, второй и даже не на третий год. А потом выясняется, что это и вовсе был не тот саже-нец, на который вы рассчитывали.

По моему мнению, то, что в нанотехнологии будет сдела-но сейчас, было уже запатентовано в последние лет десять, но по разным причинам не было использовано и доведено до технологического уровня. Если тщательно проанализи-ровать патентные ресурсы в области наноотрасли за послед-ние 5–7 лет, то, я думаю, вы получите информацию о том, что нового будет произведено в ближайшие пять лет в этой области.

– А какое место там займут отечественные разработки?– Маленькое. Но мы еще не отстали до такой степени,

что не можем понимать, что делать. Это уже неплохо для принятия решений. Просто время, отведенное на эти реше-ния, стремительно сокращается. И это нормально, так про-исходит во всем мире.

– Времени на принятие решений все меньше. Какие техно-логии тогда следует включить в список критических? Как вы оцениваете роль форсайта?

– Я был поражен этим форсайтом, когда из вороха информационного «мусора» можно выуживать действитель-но разумные идеи, когда непрофессионалы в нашей обла-сти дают профессиональный совет. И это дорогого стоит. Это ощущение я вынес после общения с представителями

Высшей школой экономики, но сам дать какой-либо про-гноз сейчас не могу. Если посмотреть на дорожные карты по каждому направлению нанонауки и нанотехнологий, то все они выглядят убедительно. Но в них всегда есть лукавство, которое отчасти определяется заказчиком. Все аргументи-рованно, но если задать вопрос, единственный ли это путь решения данной проблемы, то выяснится, что – нет, есть много разветвлений, возникающих на коротких отрезках. Посмотрите прогнозы 20-летней давности, иногда создается впечатление, что их делали абсолютно безграмотные люди, почти ничего из их прогнозов не реализуется. Поэтому и я не берусь их делать.

– Какие области или проекты в нанотехнологиях должен поддерживать мелкий и средний бизнес, а что – государство?

– Мелкий и средний бизнес должен поддерживать то, что ему выгодно и в чем он остро нуждается. У Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, например, это на 90 % строительные, лакокрасочные, полимерные материалы, где есть нано-компоненты, обеспечивающие те или иные преимущества продукта на региональном рынке. В Фонде сама защита проектов тщательно выстроена и, что очень важно, вклю-чает личное общение с заявителем. По поводу среднего бизнеса сказать что-либо сложно, потому что его у нас практически нет. А вот крупный на сегодняшний момент самодостаточен, на три четверти он сырьевой и реша-ет частные локальные проблемы. Государство же, в свою очередь, во-первых, по своим функциям должно поддер-живать все, что касается безопасности. Во-вторых, как ни парадоксально, достаточно широко поддерживать опреде-ленные группы ученых, чтобы в стране всегда были раз-бирающиеся в науке и во вновь возникающих технологиях люди. В-третьих, на паритетных началах оказывать под-держку науке вместе с бизнесом, но не брать на себя функ-ции паровоза, потому что в противном случае, все, что сделает государство, оно даром отдает крупному бизнесу.

– Какую роль сыграла государственная поддержка нано-технологий?

– От того, что часть денег все-таки попала в науку, хуже не стало. В целом по стране в лучшую сторону изменился экспериментальный уровень обеспечения работ в области нанотехнологий. В определенной степени меняется и систе-ма подготовки специалистов. За это огромное спасибо. А вот эффективность использования средств – это уже другой вопрос. Хорошо бы этими деньгами распорядиться с боль-шим умом, может быть, более внимательно отслеживать обратные связи. Но никто ведь этого профессионально не делает.

Беседовала Ольга Баклицкая-Каменева


»nanorf .ruн о в о с т и а н а л и т и к а к а р ь е р а


– Алексей Викторович, какие области нанотехнологий вы считаете приоритетными сегодня?

– Я могу назвать себя специалистом в области функци-ональных наноматериалов, поэтому остановлюсь на этом. Несомненные лидеры по числу публикаций и вызываемому

интересу – это графен и материалы на его основе, кото-рые могут найти применение в микронаноэлектронике и в качестве прозрачных проводящих покрытий. В целом научный мир уделяет электронике много внимания, про-должаются исследования в области дальнейшей миниа-

Функциональные наноматериалы

Игн

ат С

олов

ей

Слово «нанотехнологии» сегодня знакомо всем. Впервые оно зазвучало десять лет назад, когда разделы, связан-ные с нанотехнологиями и нанонаукой, были добавлены в Федеральную целевую научно-техническую програм-му «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002–2006 годы» постановлением Правительства России. После этого была принята следующая Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 годы», а финансирование по направлениям нанотехнологий и нанонауки возросло. В апре-ле 2007 года Президентом РФ была подписана Президентская инициатива «Стратегия развития наноиндустрии». Что изменилось за это время? В каком направлении развивается нанотехнологическая наука и промышлен-ность? Своим мнением делится член редколлегии нашего журнала, член-корреспондент РАН, профессор Алексей Викторович Лукашин, факультет наук о материалах МГУ имени М. В. Ломоносова.



тюризации устройств, создается новый класс материалов и технологий, направленных на уменьшении энергопо-требления, увеличение скорости работы устройств. Это и новые технологии отображения информации и раз-работка гибких прозрачных экранов, всего, что связано с современными гаджетами. Конечно, это не означает, что в ближайшем будущем мы сможем отказаться от обычной электроники, но такие исследования ведутся активно, потому что у кремния есть свои ограничения по степени миниатюризации, а устройства на основе графена позволят их преодолеть.

А вот количество работ по органической электронике в последнее время стабилизировалось. Исследования по OLED продолжаются успешно, а в молекулярной элек-тронике все не так просто, недостатков пока больше, чем достоинств, системы неустойчивы во времени, разрушают-ся под воздействием внешних факторов, окисляются, полу-чаемые токи достаточно низкие.

Сегодня в функциональных материалах трудно найти область, где бы не было наноматериалов. С одной сторо-ны, это дань моде, возможность получить финансирова-ние, с другой стороны, каждый материал можно рассма-тривать как наноструктурированный. Но некоторые спец-ифические показатели материалов обусловлены его струк-турированием именно на наноуровне. В первую очередь это касается сенсорных материалов. Без исследования их морфологии на наноуровне невозможно достичь высоких показателей по чувствительности, селективности, воспро-изводимости.

Или различные химические источники тока. Высокие характеристики даже у классических литиевых источников тока – энергоэффективность, емкость, скорость заряда-разряда – удается получить благодаря применению нано-текстурированных поверхностей электродов и специальных электролитов. Появился и новый класс источников – лити-ево-воздушные аккумуляторы, но до создания промышлен-ных условий их производства еще далеко.

Большой интерес представляют новые оптические мате-риалы, в том числе наноструктурированные градиентные покрытия с улучшенными оптическими характеристиками.

Особо можно выделить фотонные кристаллы (рис. 1, 2). С одной стороны, это достаточно давно известные матери-алы с особенной структурой – периодическим изменением показателя преломления в пространственных направле-ниях. С другой стороны, синтезировать такие прецизион-ные кристаллы с заданным очень узким распределением структурированных элементов мы научились благодаря раз-витию нанонауки, развитию подходов коллоидной химии и методов самосборки. Сейчас появляются новые классы фотонных кристаллов, которые обладают собственной генерацией. Создание на их основе различных лазерных элементов в последнее время широко освещается в лите-ратуре. Область применения фотонных кристаллов очень велика – от компактных волноводов и суперлинз с отри-цательным показателем преломления до новых дисплеев.

Всем известны магнитные материалы, свойства кото-рых активно используют в системах хранения информа-ции. Увеличение плотности записи в первую очередь свя-зано с уменьшением размера одного бита памяти. Наличие так называемого суперпарамагнитного предела, когда при уменьшении размера ферромагнетика до определенных размеров происходит его переход в суперпарамагнитное состояние, приводит к невозможности записи информации из-за спонтанного перемагничивания при комнатной тем-пературе. Для ее сохранения с уменьшением размера бита

необходимо использовать особым образом нанотекстуриро-ванные поверхности. В этой области не только проводятся активные научные исследования, но готовые изделия уже применяют во многих устройствах, начиная с жестких дис-ков компьютеров.

– Какие изменения произошли в методах исследования наноматериалов? Что изменилось за последние десять и более лет?

– За такой длительный период значительно изменились методы анализа вещества в нанокристаллическом состоя-нии. Сегодня ученые работают с атомно-силовыми и тун-нельными микроскопами, усовершенствовались методы электронной микроскопии, как сканирующей, так и про-свечивающей. И, разумеется, повысилась чувствительность классических методов, что позволило исследовать очень малые количества наноструктурированных материалов и нанопорошков.

Если в девяностые годы Россия сильно отставала по уровню исследований от Запада, теперь собственное обо-рудование, как исследовательское, так и синтетическое, появилось во многих университетах и институтах, и мы наверстываем упущенное.

Поэтому в последнее время сильно продвинулись направления, связанные с наноэлектроникой, сенсорны-

Рисунок 1. Точечный дефект в фотонном кристалле на основе полистирола

Рисунок 2. Инвертированный фотонный кристалл на основе палладия



ми и оптическими материалами, фотоника, нанобиотех-нологии. Если говорить о неоправдавшихся надеждах, то в какой-то мере это высокотемпературная сверхпрово-димость. Технология синтеза таких материалов оказалась существенно сложнее, нежели предполагалось. И высоко-температурные сверхпроводники только-только начинают завоевывать рынок, замещая классические металлические сверхпроводники первого поколения.

– Для химиков термин «нанотехнологии» связан с колло-идной химией, но обыватель столкнулся с чем-то непонятным. Меняется ли в обществе понимание нанотехнологий?

– Можно сказать, что общественно-просветительские работы ведутся, но в целом создано много лишнего псев-донаучного шума вокруг нанотехнологий. В повседневной жизни можно встретить «нано-» и к месту, и не к месту: нанокраски, нанокремы, наномойки и наноноски – чего только нет с этой приставкой. А где «нано-» и правда есть, об этом и не все знают, как в просветляющей оптике, например, или в электронике.

– Какие направления исследований вашей научной группы можно отнести к нанотехнологиям?

– В какой-то мере все, чем занимается наша группа, это нанотехнологии – экспериментальные подходы к соз-данию различных типов упорядочивания наноструктур. Получаем не просто нанопорошок или наноструктуры, а заставляем наночастицы собираться в массивы с опре-деленным порядком в пространстве, например магнитные нанопроволочки (нитевидные наночастицы), собранные, как карандаши в коробке. Такие структуры можно исполь-зовать, например, для записи информации со сверхвысо-кой плотностью или в качестве оптических материалов, фотонных кристаллов с пространственно повторяющейся структурой (с периодом повторения – от нескольких нано-метров до нескольких десятков нанометров). Без исполь-зования специальных подходов получить такие структуры невозможно. Можно, например, использовать пористые матрицы с упорядоченными структурными полостями, которые мы заполняем нужным веществом – магнитным или полупроводниковым. А затем, удалив матрицу, полу-чаем объемную упорядоченную структуру. Другой подход – использование методов самосборки, который мы применя-ем для получения фотонных кристаллов. Такие материалы могут быть оптическими и магнитными, каталитически активными или сенсорными.

В частности, исследования в области магнитных мате-риалов для систем хранения информации и сенсорных материалов для газовых датчиков выделяют нашу группу среди остальных.

– Расскажите, пожалуйста, подробнее об этих материа-лах.

– У наших магнитных материалов высокая поверхност-ная плотность записи, и по многим показателям они нахо-дятся на уровне лучших образцов других мировых научных центров. Что касается сенсоров, мы умеем изготавливать материалы с разными наборами характеристик. Например, газовые сенсоры для детектирования метана и природно-го газа. Можно изготовить хороший чувствительный сен-сор, но не с лучшими показателями по селективности. Для автономных сенсоров, которые устанавливают в шахтах для детектирования метана, очень важный параметр – малое энергопотребление, они должны работать на одной бата-рейке продолжительное время. Этому требованию удовлет-воряют не все типы сенсоров. Мы научились изготавливать сенсоры, которые можно применять и для системы безопас-ности шахт, и в быту, ведь взрывы бытового газа сегодня не

редкость. Они долго работают, обладают высокой чувстви-тельностью и хорошей селективностью, сейчас выпускают их опытные партии. Газовая система России, к сожалению, требует повышенного внимания и модернизации, время ее эксплуатации истекло, поэтому принята программа по уста-новке сенсоров, которые позволяют детектировать утечки.

– Одна из разработок вашей группы – это мембраны, которые можно использовать в нефтегазовой отрасли?

– Да, мы разрабатываем неорганические мембраны на основе пористого оксида алюминия. Такие мембраны давно известны и не нами изобретены. Но мы научились управ-лять процессами их роста для получения воспроизводимых характеристик по пористости и распределению пор по раз-мерам. Сначала мы их использовали для создания компози-тов, заполняли поры и получали магнитный материал. Но потом поняли, что и сами по себе мембраны представляют большой практический интерес.

Сейчас мы умеем создавать пленки-мембраны, в кото-рых поры строго перпендикулярны к поверхности, упоря-дочены и могут иметь разный профиль толщины по дли-не. Хотя для работы мембраны упорядоченная пористость не особенно нужна, она позволяет достичь более высоких показателей открытой пористости. Такие мембраны можно чем-то заполнять – и мы научились это делать – например, катализатором при газовом катализе, что существенно уве-личивает эффективность самого катализа. Наша технология позволяет получать мембраны с узким распределением пор по размерам, поэтому их можно использовать для селектив-ного разделения различных газовых смесей и жидкостей.

У неорганических мембран есть существенное преиму-щество перед полимерными: они более прочные и выдер-живают высокие температуры – до 700–800 градусов Цель-сия. Это увеличивает срок их использования. С одной сто-роны, мембрану можно использовать для очистки газов на производстве с высокими температурами, с другой сторо-ны, отжечь, если она загрязнена, а полимерные мембраны для этого не подходят. Пока, правда, неорганические мем-браны дороже, но с развитием технологий их производства, я уверен, их стоимость существенно снизится.

Как можно использовать их свойства? Во-первых, для разделения газов. Вы, наверно, слышали о проблеме сопутствующих нефтяных газов, которые сейчас сжигают в факелах. Правительством РФ принята программа запрета их сжигания в целях предотвращения загрязнения атмо-сферного воздуха. А если газы разделять, отделяя метан от тяжелых фракций? Его можно было бы использовать сра-зу на нефтяной вышке для выработки электроэнергии, не затрачивая добытую нефть на бензин для транспортных средств. Ведь и для работы самой вышки, и для обслужива-ния энергией транспортных средств и персонала требуются большие затраты. Причем первичную обработку надо про-водить непосредственно на местах добычи, так как пере-работка сопутствующих газов в удаленных местах нерен-табельна. Поэтому мембраны очень пригодятся для разде-ления сопутствующих газов. Это не единственная область применения, мембраны можно использовать для очистки и фильтрации промышленных газов на химических про-изводствах или при выбросах на теплоэлектростанциях, при работе с мелкодисперсной пылью или для разделения и очистки жидкостей.

– В ваших мембранах и сенсорах заинтересована нефте-газовая промышленность. Какие еще научные разработки, по вашему мнению, могут быть коммерчески эффективными?

– Действительно, пока что мы видим отклик со сторо-ны нефтегазовой отрасли. К сожалению, в России интерес



к высоким технологиям (в той области, где мы работаем) ограничен именно нефтегазовой отраслью. Оно и понят-но, сегодня это беда нашей страны: все завязано на добычу и переработку полезных ископаемых. Что касается нано-электроники, магнитных и оптических материалов, здесь проявляется активность со стороны зарубежных групп. Мне кажется, что коммерциализировать в России такие высоко-технологические продукты достаточно сложно, потому что их производство требует огромных вложений для организа-ции инфраструктуры.

– Какие направления нанотехнологий следует включить в критические технологии, на ваш взгляд?

– По моему мнению, формирование таких направ-лений должно определяться текущим развитием науки. Нельзя заранее точно предсказать, где произойдет про-рыв, хотя мы проводим форсайт, пытаемся идти в ногу с зарубежными странами и предсказать какие-то направ-ления развития. Безусловно, необходимо проводить исследования в области электроники и наноэлектро-ники. Сложно представить развитие технологического общества при ином развитии событий. Все острее будет вставать вопрос и об альтернативной энергетике, исполь-зовании возобновляемых источников энергии – ветра и Солнца, разработке преобразователей и передатчиков энергии, аккумуляторов высокой емкости и малого веса. Очень важное направление – все, что связано со здраво-охранением, потому что это волнует каждого. Конечно же, с помощью нанотехнологий можно изготовить эффек-тивные лекарства, например для борьбы с раком. Те же мембраны медицина широко использует, например для

очистки крови. Для фильтрации биологических сред под-ходят и наши мембраны, но до использования они долж-ны пройти много стадий апробаций. Большое значение надо уделять экологии, это бич современного общества, практически все загрязнено. Устаревает оборудование, нормы соблюдаются не всегда…

– Какие проекты необходимо финансировать государству?– Безусловно, государство должно поддерживать фун-

даментальную науку. Мне кажется, это обязанность госу-дарства, хотя сегодня и утверждается, что на науке необхо-димо зарабатывать, наука должна сама себя обеспечивать, это в корне неверный подход. Ни в одном развитом госу-дарстве такой подход не рассматривается. Сегодня акцен-ты смещены в сторону коммерциализации, практического применения. Рынок сам определит, в каких областях долж-на происходить коммерциализация, это не должно проис-ходить по указу сверху. Бизнес-структуры естественным образом будут вкладывать деньги в востребованные разра-ботки. Государство, конечно, может выступать заказчиком, например, в области военных технологий или медицины. А вот фундаментальную науку без государства никто не поддержит. Если мы хотим быть передовой державой, то государство должно финансировать фундаментальные нау-ки. Другое дело – как выбрать, какое направление здесь важно, а какое нет. Для этого необходимо иметь (и ценить!) квалифицированных экспертов, а это, в свою очередь, тре-бует вложений в образование и его интеграцию с фунда-ментальной наукой.

Беседовала Ольга Баклицкая-Каменева


ОКАЗАЛСЯ В ЦЕНТРЕ СОБЫТИЙ?НАПИШИ СТАТЬЮ

Друзья, мы очень хотим побывать на всех «наноконференциях», куда вы нас приглашаете, но, к сожалению, не можем из-за нехватки времени и рабочих рук. Поэтому мы предлагаем рассказать о мероприя тиях вам самим. Если ваше сообщение получится содержательным и интересным, мы опубликуем его в журнале «Российские нанотехнологии». В такой статье нам бы хотелось видеть:

• вступление, где необходимо сообщить, где, когда и какая конференция (симпози-ум, форум, школа и т.д.) прошла. Кратко описать тематику и актуальность;

• краткие описания докладов – не всех, а только тех, которые вызвали наи-больший интерес. По каждому из них указать основные достижения, новизну исследования по сравнению с имеющимися результатами. Можно привести точку зрения противника данной теории/метода (эксперта, сомневающегося в результатах);

• дальнейшие перспективы исследования данного вещества (объекта, изделия и т.д.), над чем авторский коллектив будет работать, чего хочет достигнуть.

Ждем ваши сообщения по адресу: [email protected]Редакция



В рамках федеральной целевой про-граммы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федера-ции на 2008–2011 годы» (далее – Про-граммы) Министерством образования и науки Российской Федерации был инициирован (на конкурсной основе) комплекс работ по созданию функцио-

нирующих в режиме удаленного досту-па интерактивных учебно-научных комплексов (УНК) на базе специализи-рованного оборудования для дистанци-онного обучения и экспериментальных исследований, проводимых по направ-лениям деятельности национальной нанотехнологической сети.

Необходимость реализации проек-тов названной тематики обусловлена тем, что при реализации мероприя-тия 2.3 Программы «Формирование кадровой информационно-анали-тической системы наноиндустрии» решались крупномасштабные задачи по созданию научно-образовательных

ИНТЕРАКТИВНЫЕ УЧЕБНО-НАУЧНЫЕ КОМПЛЕКСЫ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА К СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМУ ОБОРУДОВАНИЮ ДЛЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НАНОИНДУСТРИИ

к.т.н. А.А. Малахов1, м.н.с. С.В. Морозов², к.т.н. Ю.А. Сытняк²

1 НИЯУ МИФИ, 115409, Москва, Каширское ш., 312 Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБНУ «Госметодцентр», 115998, ГСП-8, Москва, ул. Люсиновская, 51E-mail: [email protected]



центров (НОЦ) по нанотехнологиям, их оснащению современным обору-дованием и созданию современно-го учебно-методического базиса для отечественной наноиндустрии. Дан-ные мониторинга показали, что обо-рудование НОЦ интенсивно исполь-зуется для образовательного процес-са – практических занятий студентов, аспирантов, молодых ученых. Однако на качество обучения непосредствен-но влияет доступность современного научно-исследовательского и техноло-гического оборудования, но не каждый вуз может обеспечить свой НОЦ доро-гостоящими приборами современного уровня для изучения всего многообра-зия методов исследований наномате-риалов, поэтому показать обучаемым возможности современной приборной и технологической базы можно, только объединив доступ к ресурсам различ-ных НОЦ.

Для осуществления учебного про-цесса необходимо наличие учебно-методических материалов, позволя-ющих изучить базовые принципы работы и обеспечить подготовку и про-ведение лабораторного практикума. Существенное продвижение в обуче-нии навыкам работы на современном специализированном оборудовании может быть достигнуто путем создания электронных образовательных ресур-сов нового поколения, основанных на мультимедийных технологиях и инте-рактивных обучающих программах. С позиций применения такого метода к изучению современного оборудо-вания в состав интерактивного УНК необходимо включать:– образовательные программы, пред-назначенные для изучения комплекса специальных дисциплин и ориентиро-ванные на текстовый и иллюстратив-ный материал, представляемый в удоб-ной и наглядной форме, а также на разносторонний и интенсивный лабо-раторный практикум;– мультимедийные образователь-ные ресурсы, содержащие учебные и информационно-справочные мате-риалы по принципам работы и методам исследования для подготовки студен-тов и исследователей к практической работе со специальным оборудовани-ем, видеофильмы, анимации и иные материалы, дополняющие лекционные курсы;– интерактивные программы тестиро-вания и контроля знаний;– мультимедийные программные системы-симуляторы приборов и уста-новок, воспроизводящие интерфейс оборудования, интерактивный режим

управления, визуализацию результата и т. д.;– системы удаленного доступа к спе-циализированному оборудованию НОЦев, обеспечивающие выполнение эксперимента и/или наблюдение за реальным экспериментом или техно-логическим процессом.

Необходимо также отметить такие важные преимущества электронных образовательных ресурсов, как возмож-ность постоянного дополнения, актуа-лизации и быстрого распространения для широкой аудитории обучаемых.

Поэтому в рамках выполняемых проектов были поставлены цели рас-ширения возможностей использова-ния специального научного и техно-логического оборудования, предна-значенного для комплексных иссле-дований и диагностики структуры и свойств наноматериалов, а также синтеза наноразмерных структур путем создания как систем удаленно-го доступа к такому оборудованию, имеющемуся в созданных НОЦ, так и образовательных ресурсов в составе единого УНК.

При подготовке технических зада-ний на комплекс проектов необходимо принципиально определить, что следу-ет понимать под удаленным доступом к специальному оборудованию и слож-ным приборам. Рассматривались сле-дующие варианты организации экс-периментов с использованием средств удаленного доступа:– управление прибором или установ-кой с рабочего места удаленного або-нента, в этом варианте предваритель-но осуществляется пересылка образ-цов, которые оператор устанавливает в рабочей зоне;– наблюдение за процессом исследо-вания с использованием видеоконфе-ренц-связи, при этом образец также предварительно передается в лаборато-рию вместе с заданием на эксперимент, а затем в назначенное время абонент наблюдает за процессом и может руко-водить действиями оператора;– наблюдение за процессом исследова-ния «чужого» образца с целью изучения приемов работы, такой вариант ори-ентирован в основном на студентов, изучающих нанотехнологии и нано-материалы.

Очевидно, что только первый вари-ант можно считать в полном смысле «удаленным доступом к оборудова-нию». Третий вариант является учеб-ным или подготовительным к проведе-нию работы в удаленном доступе либо непосредственно на установке, в этом случае обучаемый получает наиболее

полное представление о своих предсто-ящих действиях до непосредственного выезда в НОЦ или перед сеансом рабо-ты в режиме удаленного доступа и тем самым экономит время и ресурсы.

Второй вариант, т. е. наблюдение за тем, как исследуется образец, передан-ный в НОЦ, ориентирован на то, чтобы наиболее полно использовать рабочее время на установке. В данном случае может быть составлен график работ, в котором будут оптимально запол-нены промежутки между запланиро-ванными экспериментами. К тому же только в таком режиме следует выпол-нять исследования или ответственные технологические операции, для кото-рых сбой в управляющих сигналах или иные нештатные ситуации, возмож-ные при удаленном доступе, приводят к непоправимой порче образцов или заготовок (например, как было отме-чено в выполненных проектах, такая ситуация является критической при выполнении технологических процес-сов на нанолитографе).

Рассмотренные варианты проведе-ния экспериментов, а также необхо-димость создания специального учеб-но-методического обеспечения и про-грамм-симуляторов нашли свое отра-жение в разделах технических заданий, относящихся к созданию учебно-науч-ных комплексов и программно-аппа-ратных средств этих комплексов.

Технологической базой созда-ваемых систем удаленного доступа явились имеющиеся у исполнителей приборы и установки. Для решения поставленных задач необходимо было осуществить их модернизацию в следу-ющих направлениях:– доработать систему управления при-бором (установкой) в части сопря-жения с имеющимися средствами телекоммуникационной связи, здесь требуется разработка программных компонентов и, возможно, доработка аппаратных средств;– сформировать подсистему для осу-ществления видеоконференцсвязи с удаленными абонентами;– дополнить прибор (установку) виде-окамерами, позволяющими записывать изображение из рабочей зоны для пере-дачи участникам видеоконференции.

При формировании данной темати-ки работ по Программе поступило зна-чительное количество предложений от вузов, которые позволили разработать представленный ниже ряд типовых задач, вносимых в содержание работ технического задания, а также сформу-лировать соответствующие требования к ожидаемым результатам:



– представление аналитического обзо-ра по проблемам и задачам использова-ния рассматриваемого вида специаль-ного оборудования;– концепция и принципы построения системы удаленного доступа;– задачи по разработке инфраструктур-ных компонентов системы удаленного доступа;– разработка структуры сетевого ресур-са УНК;– разработка программного комплек-са-симулятора;– учебно-методические материалы, лабораторный практикум, информа-ционно-справочные материалы;– разработка мультимедийного учеб-ного курса (лекции, иллюстративные материалы, тесты, лабораторные рабо-ты, учебный фильм);– разработка регламента доступа к УНК и его компонентам;

– создание базы данных проведенных экспериментов;– апробация интерактивного комплек-са, мультимедийных ресурсов;– включение созданного ресур-са в информационную сеть ННС (в информационно-аналитическую систе-му образовательного сегмента ННС).

В результате такого подхода к фор-мированию технических заданий всеми исполнителями проектов были реали-зованы комплексные решения по соз-данию интерактивных учебно-научных комплексов, в состав которых вошли следующие типовые компоненты:1) интернет-ресурс лаборатории или комплекса приборов и установок НОЦ;2) подсистема удаленного доступа к оборудованию;3) мультимедийный программный симулятор прибора или установки;4) интерактивный учебный контент;

5) информационно-аналитические и справочные материалы, базы данных экспериментов и т. п.

Необходимо отметить, что суще-ственное влияние на выбор техниче-ских решений и концепцию построе-ния УНК оказывает тип оборудования и его функциональное назначение – исследовательское или технологиче-ское. Особо следует выделить системы, построенные на базе вычислительных комплексов и специализированно-го программного обеспечения (паке-тов), предназначенных для выполне-ния расчетных работ, моделирования и исследований нанотехнологических процессов, реализуемых на специ-альном оборудовании и требующих ресурсоемких вычислений с исполь-зованием распределенных вычисли-тельных систем и суперкомпьютеров. В выполненных к настоящему моменту

№ п/п Назначение УНК Оборудование Исполнитель

1. Выполнение работ с использованием сверхвысоковаку-умной системы формирования и исследования морфо-

логии, состава и электронной структуры наноматериалов методами сканирующей зондовой микроскопии

и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

MULTIPROBE MXPS,Nanogen-50, MesoQ

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

2. Измерение электрофизических и магнитных харак-теристик неорганических наноструктурированных

материалов

Sumitomo SRDK-408, Sumitomo SRDK-305,

LakeShore 340

3. Выполнение работ на автоэмиссионном растровом электронном микроскопе – нанолитографе высокого

разрешения

RAITH 150-TWO

4. Формирование наноструктурированных материалов методом кластерного осаждения и их комплексный

фазово-структурный анализ

Multiprobe MXPS VT AFM, Nanogen-50, MesoQ

5. Исследование органических и биологических нано-структурированных материалов, объектов и систем

методами сканирующей зондовой микроскопии

NanoEducator, Ntegra Aura

6. Выполнение работ на оборудовании, реализующем методы сканирующей зондовой микроскопии и молеку-

лярной раман-диагностики

NanoEducator, Solver P47H-PRO

Московский государственный техни-ческий университет им. Н.Э. Баумана

7. Формирование наноструктурированных тонкопленоч-ных покрытий с использованием современного высоко-

вакуумного оборудования модульного типа

НаноТОП

8. Исследование объектов наноинженерии с исполь-зованием технологических операций формирования наноструктурированных покрытий корпускулярно-

лучевыми методами

YLPM-1-4x200-20-20, e-VapEV-CE-3000, ДК19

CESAR 1310, VarioMatchVM 1000

9. Выполнение работ на оптико-электронном стенде мультиспектрального лазерного сканирования с излуче-нием в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах

длин волн

Оптико-электронный стенд мультиспектрального

лазерного сканирования ГОЭ-ДОЭ

10. Выполнение работ на комплексе зондовых, атомно-силовых и электронных микроскопов для диагностики

и комплексных испытаний наночастиц, наноструктури-рованных и наномодифицированных материалов

Solver Pro, Ntegra Aura, NanoEducator, JEM 2100-F,

JSM 7001F, Discover D8

Рязанский государственный радио-технический университет

11. Исследование наноструктурированных неорганических материалов с использованием сканирующего туннель-

ного микроскопа

Ntegra Aura

Таблица. Функционирующие в режиме удаленного доступа интерактивные учебно-научные комплексы на базе специальных установок и оборудования



12. Выполнение работ на конфокальном лазерном скани-рующем микроскопе

EZ-C1 Nikon Белгородский государственный национальный исследовательский

университет

13. Получение нанодисперсных неорганических материалов

АПК «Нанохим» Национальный исследовательский технологический университет

«МИСиС»

14. Моделирование процессов газофазного синтеза наноразмерных структур и наноматериалов в проблем-но-ориентированной среде высокопроизводительных

вычислений

Симулятор реакторной установки

Санкт-Петербургский государствен-ный политехнический университет

15. Сверхпрецизионное наноразмерное травление, нанесе-ние и модифицирование материалов с использованием

остросфокусированных ионных пучков

Helios NanoLab 400 Санкт-Петербургский государствен-ный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

16. Моделирование наноразмерных атомно-молекулярных структур, наноматериалов, процессов и устройств на их

основе в распределенной вычислительной среде

HPC-NASIS II Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет

информационных технологий, меха-ники и оптики

17. Бесконтактная неразрушающаяся комплексная диа-гностика слоистых тонкопленочных наноструктур и изучение поверхностных свойств наноматериалов с

использованием уникального многофункционального рентгеновского оборудования

МРАС РИКОР Северо-Кавказский государственный технический университет

18. Формирование и исследование элементов наноэлек-троники с топологическими размерами до 10 нм на

базе полупроводниковых гетероструктур и углеродных материалов

НаноФаб 100 Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

19. Исследование наноматериалов на базе многофункцио-нального оборудования: электронно-ионного сканиру-ющего микроскопа и рентгеновского фотоэлектронного

микрозонда

NovaNanoLab, Escalab 250 Южный федеральный университет

20. Исследование и диагностика 3D наноразмерной струк-туры материалов

Rigaku R-XAS

21. Выполнение работ на установках фемтосекундной и нелинейно-оптической диагностики наноматериалов

и структур

Stanford Research SR830, Stanford Research SR400

Московский государственный техни-ческий университет радиотехники,

электроники и автоматики

22. Организация курсов дистанционного обучения, лабора-торных практикумов и научных исследований на основе

компьютерных моделей наноразмерных структур, наноматериалов, процессов, приборов и устройств

МИОК - Мультисервисный информационно-образова-

тельный комплекс

НИЦ «Курчатовский институт»

23. Выполнение работ на электронно-зондовых приборах Titan 80-300

24. Выполнение работ с использованием системы роботи-зированной кристаллизации белков

Rigaku

25. Выполнение работ на базе измерительно-калибровочно-го модуля для исследования фотометрических

и цветовых параметров светодиодных энергосберегаю-щих осветительных систем на основе наногетероструктур

Konica-Minolta CS-2000 ФГУП «ВНИИ оптико-физических измерений»

26. Выполнение работ на станциях нейтронного реактора Вычислительный кластер, основанный на оборудова-

нии фирмы HP

Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский институт

ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН

27. Выполнение работ на базе мессбауэровского спектро-метра

Мессбауэровский спектро-метр

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына

МГУ имени М.В. Ломоносова

28. Выполнение работ с использованием сети рентгенов-ских установок – рефлектометра, спектрометра

и рентгеноакустического дифрактометра.

ДРШ, АМУР-К, АССВ-1 с многокружным гониоме-

тром

Учреждение Российской академии наук Институт кристаллографии

им. А.В. Шубникова РАН

работах в основном фигурирует иссле-довательское или технологическое оборудование, причем в ряде случаев эта функциональность совмещается, так как технологическое оборудование позволяет выполнять эксперименталь-ные исследования, а исследовательское

обеспечивает выполнение технологи-ческих операций, но в ограниченных масштабах.

В таблице представлен перечень УНК, созданных в рамках Программы.

Результатом выполненных работ явилось значительное расширение

круга студентов и молодых исследо-вателей, получающих возможность не только теоретического знакомства с современными исследовательски-ми и технологическими установками, расположенными в различных вузах и научно-исследовательских учреж-



дениях, но и получение практических навыков работы с ними.

Общий объем финансирования по всем выполненным проектам в 2008–2011 годах составил: 640.8 млн руб., в том числе объем бюджетного финан-сирования составил 537 млн руб., объ-ем привлеченных на выполнение работ внебюджетных средств составил 103.8 млн руб. Распределение источников финансирования по годам в период реализации Программы представлено на рис. 1.

По-настоящему уникальной зада-чей, поставленной перед исполните-лями проектов при создании много-функцио-нальных интерактивных учебно-научных комплексов на базе оборудования, стала разработка пол-нофункциональных и фотореалистич-ных симуляторов для воспроизводства в виртуальной среде на персональном компьютере функцио-нальных воз-можностей специализированного науч-ного и технологического оборудования.

Учитывая отсутствие опыта соз-дания подобных УНК и симуляторов сложного оборудования у организаций-исполнителей, занимающихся преиму-щественно научно-образовательной деятельностью, заказчик потребовал в рамках проектов подготовить анали-тические обзоры с результатами изуче-ния мирового опыта создания и экс-плуатации лабораторий удаленного доступа, анализа последних версий международных стандартов и специфи-каций для программного обеспечения и сервисов, используемых для дистан-ционного обучения и исследований.

Заказчиком также был предус-мотрен перманентный мониторинг выполнения заданных в государствен-ном контракте единых требований к разрабатываемым УНК и симулято-рам с тем, чтобы они, во-первых, отве-чали основным задачам, решаемыми с их использованием, а во-вторых, в основу их разработки были положены единые принципы построения архитек-туры, мультимедийных ресурсов, сер-висных возможностей, графического интерфейса и т. д.

Функции монитора были возло-жены на ФГБНУ «Государственный научно-методический центр», кото-рый в ходе сопровождения реализа-ции проектов осуществлял выездные проверки процесса разработки учеб-но-научных комплексов удаленного доступа и симуляторов используемого специализированного оборудования, контролировал своевременность пред-ставления отчетных материалов, соот-ветствие их содержания требованиям

задания, участвовал в государственной приемке результатов проектов.

Значимым мероприятием, повли-явшим на успешное выполнение про-ектов, стал проведенный монитором 13 июля 2011 года в Министерстве образования и науки Российской Феде-рации семинар по реализации требо-ваний к создаваемым в рамках Про-граммы симуляторам в составе учебно-научных комплексов. Всего в семина-ре приняли участие представители 23 исполнителей государственных кон-трактов, а также представители Мини-стерства образования и науки Россий-ской Федерации, дирекции целевой научно-технической программы, феде-рального интернет-портала «Нанотех-нологии и наноматериалы» и др.

В соответствии с методическими рекомендациями к основным задачам, решаемым с использованием симуля-торов, отнесены:– ознакомительно-познавательные, т. е. изучение состава, назначения и режи-мов функционирования прибора или научной установки; контроль и оцен-ка уровня полученных знаний, в т. ч. с применением системы дистанцион-ного тестирования;– получение и контроль навыков выполнения всего комплекса подго-товительных, а также заключительных (построение графиков, анализ резуль-татов и т. п.) работ на виртуальной модели, отражающей внешний вид установки и реализующей возможность воздействий на органы управления;– получение и контроль навыков про-ведения тестового, а затем полного виртуального эксперимента на специ-ализированном научном оборудовании;– методическое сопровождение использования симуляторов в составе учебно-научных комплексов.

В ходе проведения семинара обсуж-дался состав модулей симуляторов, вид

эмулируемого интерфейса симулятора, который должен совпадать с реаль-ным интерфейсом прибора. Проведена демонстрация интерактивной удален-ной работы с симуляторами, полу-чившими предварительное одобрение заказчика.

По результатам обсуждения на семинаре решаемых задач внесены корректировки в методические реко-мендации по реализации требований к разрабатываемым симуляторам, кото-рые приняты к руководству исполните-лями проектов.

В целом основными результатами проектов стали:– функционирующие в режиме уда-ленного доступа интерактивные учеб-но-научные комплексы, включающие системы удаленного доступа к специ-ализированному оборудованию и симу-ляторы этого оборудования с комплек-тами технической и эксплуатационной документации;– регламенты, инструкции, методи-ки доступа, регистрации, обучения и выполнения научно-исследователь-ских работ на оборудовании УНК в режиме удаленного доступа;– электронные обучающие ресурсы, размещенные на сайтах исполнителей (табл.), включающие методические документы по использованию УНК и симуляторов в образовательном про-цессе и при проведении научных иссле-дований (тексты учебных материалов, лабораторных практикумов, справоч-ных, контрольных и других методиче-ских материалов в стандарте SCORM 2004 в составе электронных учебных модулей);– информационно-аналитические и справочные материалы, базы данных экспериментов;– аналитические обзоры актуальных направлений развития наноиндустрии, существующих методов исследования

Рисунок 1. Распределение источников финансирования



наноматериалов и технологий их про-изводства, мирового опыта создания и эксплуатации лабораторий удаленно-го доступа с учетом последних версий международных стандартов и специфи-каций для программного обеспечения и сервисов, используемых для дистан-ционного обучения и исследований.

Учитывая сложившуюся распре-деленность разработанных ресурсов в интернет-пространстве, Министер-ством образования и науки Россий-ской Федерации проведен конкурс на выполнение работ по созданию «еди-ного окна» удаленного доступа к УНК. Победителем этого конкурса стал Северо-Кавказский государственный технический университет, которым соз-дана и введена в эксплуатацию систе-ма экспертного выбора, навигации и централизованного доступа (ЦВД) к интерактивным учебно-научным и лабораторным комплексам, функ-ционирующим в режиме удаленного доступа (http://nano-network.ru/). Дан-ная система направлена на информа-ционно-технологическую поддержку коллективной работы сообществ сту-дентов, преподавателей, исследовате-лей и разработчиков наноиндустрии на основе упрощения совместного доступа к учебно-научным установкам, обору-дованию и лабораторным комплек-сам, систематизации такой работы при выборе необходимого оборудования. Разработанная система ЦВД не име-ет аналогов по реализуемым функци-ям, является единственным решением в Российской Федерации по программ-ной интеграции лабораторий удален-ного доступа ННС и соответствует мировому уровню создания подобных систем. Созданная система ЦВД предо-ставляет уникальные сервисы взаимо-действия с лабораториями удаленного доступа национальной нанотехноло-

гической сети России, обладает совре-менным инструментарием поддержки образовательной и научно-исследова-тельской деятельности с использова-нием передовых интернет-технологий.

Разработанные учебно-научные комплексы как образовательные ресур-сы стали частью межуниверситетской сетевой системы междисциплинарной подготовки и профессиональной пере-подготовки кадров для наноиндустрии. На сайте «НАНООБР междисципли-нарное обучение» (http://www.nano-obr.ru) в разделе «Симуляторы. Виртуаль-ные лаборатории» представлена под-робная информация по дистанционно-му обучению работе на учебно-научных комплексах специального оборудова-ния с использованием симуляторов и виртуальных лабораторий.

Подробная информация об учеб-но-научных комплексах, функциони-рующих в режиме удаленного досту-па, содержится также на федеральном

интернет-портале «Нанотехноло-гии и наноматериалы» (http://www.portalnano.ru) в разделе «Результаты реализации ФЦП: исполнители о про-ектах».

В заключение следует отметить, что при реализации указанных проектов программные показатели и индикато-ры выполнены с превышением рис. 2.

Данные мониторинга показали, что в 2010–2011 гг. к созданным УНК был предоставлен доступ 157 учебным, научным, инновационно-технологиче-ским, внедренческим и коммерческим организациям – участникам нацио-нальной нанотехнологической сети; созданы 83 новых рабочих места для высококвалифицированных работ-ников; привлечено к работе на новом нанотехнологическом оборудовании 705 студентов и аспирантов, прошед-ших практику.

СПИСОК ЛИТЕРАТуРЫ1. Постановление Правительства Российской Федерации от 2 августа 2007 г. № 498. О федеральной целевой программе «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы» (с изменениями и дополнениями).2. Паспорт ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2011 годы». // http://fcpnano.ru/catalog.aspx? CatalogId=735.3. Методические рекомендации по реализации требований к создаваемым в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2011 годы» симуляторам учебно-научных комплексов. // http://www.portalnano.ru/read/documents/met/simulator_met_rec.4. Федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и наноматериалы» // http://portalnano.ru/read/tagpro/executors_about_projects.5. Межуниверситетская сетевая система междисциплинарной подготовки и профессиональной переподготовки кадров для наноиндустрии. НАНООБР Междисциплинарное обучение. // http://www.nano-obr.ru/cms/view.php?id=1&page=12.Рисунок 2. Достижение целевых показателей и индикаторов

обзор прессы

Наноструктуры в биомедицине

Книга представляет собой обзор иссле-дований, посвященных вопросам приме-нения наноструктурированных материа-лов в целях ранней диагностики опасных болезней, адресной доставки лекарств к пораженным тканям и органам, раз-работок принципиально новых методов терапии и хирургии, создания молеку-лярных инструментов и нанохирургии, протезирования, трансплантации и реге-нерации тканей и решения других биоме-дицинских задач .

Издание предназначено для иссле-дователей и клиницистов, а также пре-подавателей и студентов, заинтересо-ванных в получении знаний по нанобио-технологиям .

Золь-гель технологии. Нанодисперсный кремнеземМонография обобщает научный и прак-тический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике . Внимание авторов направле-но на рассмотрение коллоидно-хими-ческих основ золь-гель технологий син-теза гибридных органонеорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легирован-

ных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непори-стых тел . Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса пред-ставлен с учетом реакционной способ-ности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устой-чивости дисперсных систем . Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функцио-нальных наноматериалов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии .

Для широкого круга научных работ-ников, специалистов-практиков различ-ных отраслей промышленности, студен-тов и аспирантов, занимающихся синте-зом наносистем .

Экология наноматериалов

В учебном пособии рассмотрены потен-циальные и реальные экологические риски, возникающие при взаимодей-ствии наноматериалов с окружающей средой . Анализ проведен на основании экспериментального изучения мигра-ции и путей попадания наноматери-алов в экосистему (атмосфера, гидро-сфера, литосфера), физико-химических свойств наноразмерных золей, а также исследований в области токсикологии и экотоксикологии наноматериалов при их взаимодействии с растениями, почвой, беспозвоночными и млекопи-тающими . Отдельное внимание уделе-но вопросам поступления, миграции и выведения наночастиц из организма человека .

В книге сформулированы некото-рые общие выводы и перечислены пер-спективные направления исследований в области экологии наноматериалов .

Для преподавателей и студентов, специализирующихся в областях разра-ботки и применения нанотехнологий .

Моделирование 3D наносхемотехники

В издании представлены базовые поня-тия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой эле-ментной базы суперкомпьютеров раз-личных типов . Теорию переходной схе-мотехники отличает новая компонент-ная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзи-стор, а материал и переход (связь) между материалами . Приводятся данные экспе-риментального 2D- и 3D-моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных нанострукту-рах с минимальным топологическим раз-мером 10–20 нм и сравнительный анализ 4-х типов схемотехник .

Познаем наномир: простые экспериментыВ учебном пособии, подготовленном уче-ными Южного федерального университе-та, содержится краткая история развития нанотехнологий и 14 оригинальных про-ектных работ, иллюстрирующих важней-шие понятия нанотехнологии .

Для учащихся 8–11 классов и учителей, студентов и преподавателей, а также для всех, кто интересуется или изучает нано-технологии .


Читаем новинки


в мире нано

XIV Международная научная конференция

«Физико-химические процессы при селекции атомов

и молекул»1–5 октября 2012 года, Звенигород (д/о «Ершово»), Московская

обл.Организаторы:Государственный научный центр Российской Федерации

«Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

(ГНЦ РФ ТРИНИТИ), государственная корпорация «Росатом»,

РНЦ «Курчатовский институт».Научная программа:• К 80-летию открытия дейтерия. • Физико-химические процессы при селекции веществ:

кинетическими методами (центрифуги, газовая диффузия);

методами ректификации и химического изотопного обмена;

современными лазерными методами. • Применение стабильных изотопов и радионуклидов в

фундаментальных исследованиях, энергетике и других областях.

• Изотопически чистые материалы. • Изотопы и наночастицы в ядерной медицине.

• Лазерные, плазменные и нанотехнологии в ядерной энергетике,

материаловедении, микроэлектронике, медицине, экологии.

• Производство и рынок стабильных изотопов, радионуклидов,

изотопически обогащенной продукции. Контакты: заместитель председателя программного комитета

конференции А.А. Котов, тел.: (495) 540-56-55; тел./факс:

(495) 540-56-60; е-mail: [email protected].

Ученый секретарь организационного комитета конференции

Б.Ю. Адамяк, тел.: (495) 540-51-81; тел./факс: (495) 540-56-60;

е-mail: [email protected].Сайт конференции: http://www.triniti.ru/selection/index.html

Международная молодежная конференция

«Нано- и супрамолекулярная химия в сорбционных и

ионнообменных процессах»13–14 сентября 2012 года, Казань.Для участия в работе конференции приглашаются молодые

ученые, аспиранты и студенты вузов, научно-исследовательских

учреждений и промышленных предприятий.

Научная программа:• Физическая химия поверхности высокодисперсных гетерогенных

систем. • Супрамолекулярная химия в процессах разделения.

• Нано- и супрамолекулярные сенсорные системы. Мембранные

процессы. • Энтеросорбенты: влияние сорбционных процессов на

биологические системы. • Энтеросорбенты: сорбенты для медицинской, пищевой и других

отраслей промышленности и сельского хозяйства.

Контакты:Тел.: +7 (927) 405-40-56.E-mail: [email protected].Сайт конференции: http://www.nirs.kstu.ru

XII Международная конференция

«Мессбауэровская спектроскопия

и ее применения»6–10 октября 2012 года, гостинично-туристический

комплекс «Турцентр», г. Суздаль.Контакты: E-mail: [email protected], Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 2,

НИИЯФ МГУ, Годовикову С.К.Тел: (499) 135-94-84, 135-96-62, 135-44-91

Координаторы конференции: С.К. Годовиков,

И.Л. Ромашкина, Д.В. Просвирнин. Сайт конференции: http://icmsa.imetran.ru

V Всероссийская конференция (с международным участием) «Химия поверхности и нанотехнология»

24–30 сентября 2012 года, Россия, Псковская область, база санатория «Хилово».

Научная программа:Секция I. Синтез и квантово-химическое моделирование низкоразмерных систем.

•Химические реакции на поверхности твердых тел.

• Синтез из коллоидных растворов, золь-гель метод получения пленочных структур; химическое осаждение из газовой фазы, химическая сборка, атомно-

слоевая эпитаксия, получение пленок Ленгмюра–Блоджетт; криосинтез.

• Физические методы синтеза, роль диффузионных процессов в низкоразмерных системах; химия привитых поверхностных соединений; термодинамика,

кинетика химических реакций на поверхности; физико-химические свойства низкоразмерных систем; латеральные взаимодействия с участием

низкоразмерных систем. • Квантово-химическое моделирование низкоразмерных систем; прогнозирование их состава, строения и физико-химических свойств; идентификация

низкоразмерных систем путем сочетания модельных и экспериментальных подходов.

Секция II. Оборудование для синтеза и методы исследования низкоразмерных систем.

• Аппаратурное оформление нанотехнологии на принципах метода молекулярного наслаивания; вакуумные и проточные системы; установки для

получения пленок Ленгмюра–Блоджетт; туннельно-зондовая нанотехнология; установки атомно-слоевой эпитаксии, химического осаждения из газовой

фазы, МОС-гидридной технологии. • Особенности методов анализа реальной структуры и состава низкоразмерных систем; методы исследования поверхности и низкоразмерных

систем in situ.Секция III. Функциональные свойства и области применения наноматериалов.

• Каталитические и сорбционные процессы и материалы; мембранные процессы; полупроводниковое материаловедение; химические сенсоры;

трибологические материалы; лекарственные препараты; функциональные покрытия (защитные, декоративные, пигментные); бионаноматериалы.

Секция IV. Образование в области химии поверхности и нанотехнологии.

• Вузовская и послевузовская подготовка; учебные курсы и пособия в области поверхностных явлений, получения и свойств низкоразмерных систем,

нанотехнологии, наноматериалов.Контакты: 190013, г. Санкт-Петербург, Московский просп. 26.

Сайт конференции: www4.lti-gti.ru/kv/hilovo2012/default.aspx

Documents

Российские нанотехнологии №7-8 2012