Иван Балабанов - Нанотехнологии. Правда и вымысел

Рассматривая наиболее весомые достижения российских ученых в области практической нанотехнологии, следует отметить награждение в 2000 году Нобелевской премией в области физики Жореса Ивановича Алферова и его американских коллег Герберта Кремера (Herbert Kromer) и Джека Килби (Jack St. Clair Kilby) за создание полупроводниковых гетероструктур и интегральных схем. Известная в настоящее время светодиодная техника как раз и базируется на так называемых гетероструктурах.

В России фундаментальные научно-исследовательские работы по нанотехнологии проводятся по нескольким направлениям. Наиболее крупные из них – «Физика наноструктур» под руководством академика Российской академии наук (РАН) Ж. И. Алферова и «Перспективные технологии и устройства в микро– и наноэлектронике» под руководством академика РАН Камиля Ахметовича Валиева.

В Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе под руководством Ж. И. Алферова осуществляются разработки наногетероструктур, получившие международное признание. Ежегодно проводится международная конференция «Наноструктуры: физика и технологии». Значительные результаты нанотехнологических исследований достигнуты в Институте проблем технологии и макроэлектроники РАН под руководством члена-корреспондента РАН Виталия Васильевича Аристова, а также в Физическом институте имени П. Н. Лебедева РАН под руководством члена-корреспондента РАН Юрия Васильевича Копаева.

Фундаментальные исследования в области химических технологий позволили получить нанокристаллические (НК) и сверх-микрокристаллические (СМК) материалы, обладающие комплексом особых физико-химических и механических свойств. Они могут успешно использоваться в экстремальных условиях эксплуатации: при низких температурах, в зоне интенсивного радиационного излучения, в высоконагруженных конструкциях и агрессивных средах. На основе НК– и СМК-структур можно создавать металлические и интерметаллические материалы с высокими демпфирующими свойствами, высокопрочные и сверхлегкие металлополимерные композиты для применения в постоянных магнитах, высоковольтных контактах, катализаторах и фильтрующих элементах, а также в медицине для изготовления сверхпрочных, сверхлегких, коррозионностойких костных имплантатов.

Для развития и координирования работ в данной области в 2007 году было создано новое подразделение в Российской академии наук – Отделение нанотехнологий и информационных технологий. Академиком-секретарем отделения стал академик РАН Евгений Павлович Велихов, а его заместителем – академик РАН Ж. И. Алферов.

В 2008 году создана общероссийская общественная организация «Нанотехнологическое общество России» (НОР). Президентом НОР на 2008–2009 годы избран академик РАН Юрий Дмитриевич Третьяков (МГУ).

Главная цель НОР – развитие творческой активности своих членов, удовлетворение их научных, профессиональных интересов и информационного обеспечения, а также эффективное использование кооперации интеллектуальных и производственных сил, граждан и организаций для развития наноиндустрии в России, содействие в реализации научных разработок в коммерчески эффективных промышленных проектах. НОР ставит своей задачей содействовать активизации международных контактов и сотрудничества, взаимодействию специалистов с широкими кругами общественности для комплексного решения вопросов развития нанотехнологий.

В области прикладных нанотехнологических исследований также можно отметить работы, проводимые корпорацией NT-MDT (Molecular Device Tools for Nanotechnology), созданной в 1991 году в г. Зеленограде выпускниками Московского физикотехнического института (МФТИ). В знак уважения к Ж. И. Алферову на сайте дочерней компании NT-MDT Co. размещена анодно-окислительная литография портрета российского ученого, выполненная сотрудником фирмы на сверхтонкой титановой пленке с использованием атомного силового микроскопа (АСМ) методом локального зондового электрического окисления (рис. 4).

24 апреля 2007 года Правительством Российской Федерации утверждена «Программа развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года». Ее цель – создание в России современной инфраструктуры национальной нанотехнологической сети (ННС) для развития и реализации потенциала отечественной наноиндустрии.

В настоящее время также реализуется Федеральная адресная инвестиционная программа, программы РАН и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и ряд федеральных целевых программ Министерства образования и науки Российской Федерации, предусматривающих развитие различных специализированных направлений наноиндустрии.

Рис. 4. Анодно-окислительная литография портрета Ж. И. Алферова с использованием АСМ (2,0x30 нм)

Основные направления работ в области нанотехнологий – это федеральные целевые программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2007–2012 годы», «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы», «Национальная технологическая база» на 2007–2011 годы, а также «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы.

Федеральное государственное учреждение Российский научный центр (РНЦ) «Курчатовский институт» назначен головной организацией по нескольким основным направлениям: «Нанобиотехнологии», «Наноэнергетика» и «Нанотехнологии ТЭК». Он также является профильной организацией по направлениям «Наноэлектроника», «Наноинженерия», «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», «Функциональные наноматериалы для энергетики», «Функциональные наноматериалы для космической техники», «Конструкционные наноматериалы», «Композитные наноматериалы», «Нанотехнологии для систем безопасности».

В настоящее время в мире в общей сложности выдано более 10 000 патентов на изобретения в области нанотехнологий. Более 2030 патентов зарегистрировано в России, но из них отечественными патентообладателями являются не более 30 человек.

Конечно, следует отметить, что огромное количество отечественных патентов и заявок на изобретения просто проходят по другим классам и поэтому не отнесены к нанотехнологиям. Не случайно Европейское патентное ведомство (European Patent Office, EPO) выступило с инициативой идентификации патентов по нанотехнологиям и присвоению им специального кода.

Можно сослаться на исследования японских ученых [5] Игами М., Оказаки Т. Современное состояние сферы нанотехнологий: анализ патентов / Форсайт. № 3, 2008. , которые указывают, что «…отмечается активизация усилий стран БРИК (Бразилия, Россия, Индия, Китай)» по темпам роста числа патентных заявок в сфере нанотехнологий.