Линн Фостер - Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности

Сказанное определяет и логически продолжает существующую практику государственного финансирования нанотехнологических разработок, однако стоит вспомнить, что (по мере получения практически ценных результатов) в процесс поддержки и направления разработок включаются промышленные группировки, заинтересованные обычно в скорейшем коммерческом использовании уже полученных результатов. Как правило, важные научные открытия приводят к появлению на рынке новых коммерческих товаров примерно за 20–30 лет, однако темпы промышленного прогресса постоянно возрастают, поэтому сроки появления нанотехнологических «новинок», по-видимому, будут сокращаться [45] . Можно с уверенностью полагать, что в ближайшие годы широкая общественность познакомится с больших числом таких товаров и услуг, причем многие новинки будут относиться к здравоохранению и экологии. Учитывая этот прогноз, важнейшие федеральные ведомства и учреждения, связанные с медициной и охраной, уже начали финансировать дорогостоящие разработки, направленные на методики выявления, переработки и оценки токсичности наночастиц и наноматериалов [46] .

Многие из последних открытий в области нанотехнологий связаны с тем, что исследователи стали изучать в нанометрическом масштабе уже известные квантово-механические явления или физико-химические свойства обычных материалов. С другой стороны, специалисты надеются, что наиболее интересные открытия в будущем будут связаны с исследованиями на границах научных дисциплин и с комбинациями различных методик и технологий. Стоит вспомнить, что уже в самых первых работах по нанотехнологиям исследователи отмечали явное сближение или даже «слияние» ранее казавшихся далекими областей науки. В нанотехнологиях как бы объединяются в единое целое микроэлектроника, биотехнологии, информационные технологии и так называемая когнитивистика (сочетание наук, относящихся к изучению процессов познания), что обещает в будущем значительно расширить не только наши знания, но и сами возможности человеческого организма и человеческого интеллекта.

Столь серьезные задачи лишь подчеркивают важность координации научно-исследовательских работ, осуществляемых самыми разными специалистами. Возможно даже, что процесс организации делового сотрудничества между учеными, инженерами, промышленниками и социологами в очень обширной области новых технологий окажется весьма поучительным и полезным.

7.4. Поддержка специальных направлений академических исследований со стороны некоторых ведомств, связанных с ННИ

В Национальной нанотехнологической инициативе участвуют многие федеральные ведомства США, поддерживающие особые или специализированные направления нанотехнологических исследований.

Прежде всего стоит отметить Министерство обороны, которое финансирует многие разработки, относящиеся к материаловедению и широкому кругу других технических проблем, представляющих интерес для вооруженных сил. Во многих случаях, однако, цели проектов носят весьма общий характер, а их результаты могут быть использованы и в гражданском секторе (например, некоторые из финансируемых военными разработок относятся к новейшим типам катализаторов, датчикам, солнечным батареям, энергетическим устройствам и средствам защиты от химического, биологического или радиологического оружия). Кроме того, Министерство обороны, в рамках ННИ широко участвует в финансировании множества исследований, относящихся к наноэлектронике, нанофотонике и наномагнитным материалам, а в последнее время уделяет особое внимание проектам по спиновой электронике и квантовой информатике. При известном Массачусетском технологическом институте Армия США создала Институт армейской нанотехнологии (Institute for Soldier Nanotechnology), специализирующийся на передаче и использовании тех результатов нанотехнологий, которые могут применяться для повышения боеспособности вооруженных сил. Особо можно отметить инициативу Министерства обороны по финансированию ряда так называемых межинститутских исследований (Multi-University Research Initiative, MURI), нацеленных на решение сложных и специфических проблем.

Очень большое число наноисследований в высших учебных заведениях финансируется Министерством энергетики (которое в США традиционно занимается и проблемами ядерного оружия). Министерство проявляет основной интерес к изучению фундаментальных свойств вещества в нанометрическом масштабе, созданию новых видов катализаторов, энергетическим установкам, сборке и архитектуре нанообъектов и созданию новых материалов [47] . Кроме того, Министерство энергетики участвует в финансировании работ по созданию новейшего программного обеспечения, позволяющего моделировать наномасштабные и обычные системы и процессы вообще.

Следует также особо отметить, что Министерство энергетики создало собственную специализированную сеть из пяти научно-исследовательских центров по нанотехнологиям (Nanoscale Science Research Centers, NSRCs) на базе мощных национальных лабораторий правительства США, предоставляющую академическим разработчикам свои микроскопы, источники излучения, высокоэффективную аппаратуру и сложное оборудование. Этот подход представляется весьма важным и интересным, поскольку многие небольшие университеты и колледжи не могут позволить себе закупать дорогостоящее новейшее оборудование для сложных экспериментов в области нанонауки. Впрочем, эта проблема относится и к большим университетам, руководство которых, по понятным причинам, также часто отказывается закупать дорогие и высокоспециализированные приборы (например, особые источники света и т. д.) для интересных, но, возможно, разовых экспериментов. Возникающее противоречие легко решают упомянутые центры NSRC, предоставляющие свою аппаратуру не только финансируемым министерством исследователям, но и многим другим участникам нанотехнологического «сообщества».

Эти центры были созданы при национальных лабораториях в Окридже, Аргонне, Брукхейвене и имени Лоуренса в Беркли (кроме того, один объединенный центр был создан совместно лабораториями Сандия и Лос-Аламос). В тех случаях, когда пользователи соглашаются публиковать результаты исследований открыто (то есть поделиться ими с научной общественностью), центры NSRC предоставляют рабочее время, материалы и свою техническую помощь совершенно бесплатно, а при желании сохранить полученные данные в тайне – пользователи оплачивают только фактические расходы лабораторий. Перечисленные центры уже сейчас оказывают серьезную помощь разработчикам, особенно в материаловедении и теоретических расчетах, требующих мощных компьютеров. Они представляют собой важные элементы общенациональной сети инфраструктуры нанотехнологических исследований (National Nanotechnology Infrastructure Network) и сети вычислительной нанотехнологии (Network for Computational Nanotechnology), которые последовательно создаются в рамках Национальной нанотехнологической инициативы. [Заинтересовавшийся организацией исследований министерствами обороны и энергетики читатель найдет их подробное описание в книге. Прим. перев. ]