×
В социальных сетях
В печатной версии

Нано по-нашему

«Россия – священная нанодержава, Россия – любимая нанострана...»


Громкое слово «нанотехнологии» стало за последние пару лет одним из самых частоупотребляемых в СМИ. Но не всегда даже те, кто пишет о них, правильно понимают, что кроется за этим термином.

Согласно «Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года», нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нанометров. Эти «изделия» должны иметь принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. Достаточно сложно и малопонятно для среднестатистического россиянина. Есть даже мнение, что на сегодняшний день в мире нет стандарта, описывающего, что такое нанопродукция.

Цифры и классификации

На сегодня компанией «Роснано» одобрено к финансированию 104 проекта с общим бюджетом около 310 миллиардов рублей. С отраслевой точки зрения, проекты разделены на шесть кластеров: солнечная энергетика и энергосбережение; наноструктурированные материалы; медицина и биотехнологии; машиностроение и металлообработка; оптоэлектроника и наноэлектроника; инфраструктурные проекты.

Все проекты можно разделить на три группы. Первая группа – эффективные, хорошего научно-технического уровня, но нишевые проекты, которые серьезно изменяют что-то в своей нише, в своем кластере. Вторая – отраслевые проекты, которые замахиваются на то, чтобы изменить базовую технологию в отрасли. Третья – проекты, существующие для того чтобы перевернуть мир.

Примером нишевого проекта может быть брахитерапия. Многие из нас сталкивались с жизненными сложными историями, болезнями, трагедиями близких. Мы знаем, что при серьезных онкологических заболеваниях один из базовых методов лечения – химиотерапия и лучевая терапия. Когда человека лечат такими большими дозами химического вещества или облучения, у него сначала выпадают волосы, а потом он полгода приходит в себя. Эти «современные» методы на самом деле абсолютно устаревшие, мир давно от них ушел в сторону очень бережной локализации медицинского воздействия. Для этого используется брахитерапия – радиоактивный источник, но не тот, которым облучается весь организм без разбора, а сведенный к микроскопическим дозам. Радиофармпрепараты в микроразмерных дозах вводятся больному в кровь и попадают непосредственно к органу, где образовалась злокачественная опухоль. Оказывается, технологически это достаточно просто сделать. В этом случае источники, находясь вокруг органа, облучают его и вместо ужасного воздействия на организм в целом проводится локализованное точечное облучение больного органа. В мире брахитерапией лечат 90 процентов рака простаты. Совершенно ясно, что эта методология работоспособная.

Еще один медицинский пример нишевого проекта: ученые из Дубны выяснили, что если разгоняющиеся ускорителем элементарные частицы в качестве мишени попадают в полиэтиленовую пленку, то в ней образуются отверстия сверхмалого диаметра – от 40 до 80 нанометров. Пленка превращается в фильтр такого уровня очистки, какого невозможно получить никаким другим технологическим способом. В данном случае фильтр является основой для современного прибора плазмафереза – очистки крови. Он может работать в переносном виде, что очень важно в чрезвычайных ситуациях и при боевых действиях.

Еще один пример нишевого проекта – погружные насосы для нефтяной промышленности, выпускаемые компанией «Новомет» (Пермь). Она унаследовала такую хорошую технологическую культуру, как порошковая металлургия. Речь идет об изготовлении деталей не литьем, а, по сути дела, спеканием и прессованием из металла, доведенного до стадии порошка. Погружной насос работает в скважине на глубине два километра, находясь в агрессивной и химически активной среде. Пермскими технологами создано изделие мирового класса, способное конкурировать на международном уровне. Нанотехнологии позволили уменьшить размеры зерна металлического порошка, из которого производят детали от микродисперсного (10 в шестой степени) до нанодисперсного (10 в девятой степени). Это существенно повышает прочностные свойства с точки зрения химической стойкости.

Проекты, изменяющие быт

Один из самых известных таких проектов – производство светильников с использованием диодов, которые должны прийти на смену привычным лампам накаливания. Несмотря на надежность, у них очень низкий КПД – порядка четырех процентов. Около тридцати лет назад произошла технологическая революция в светотехнике: вместо ламп накаливания появились газоразрядные и неоновые лампы. Свечение в них происходит благодаря ионообменному процессу, когда газы, через которые проходит электрический разряд, излучают свет. Этот процесс гораздо более экономичный, а КПД повышается до 10 процентов.

Примерно 15 лет назад российский ученый Жорес Алферов получил Нобелевскую премию за гетероструктуры. Их можно сравнить с «многослойным» пирогом, с так называемыми ПН-переходами. Когда электрон переходит через них, он создает фотон, что в некотором смысле похоже на технологию газоразрядных ламп. Только в этом случае не нужно иметь газовый объем и емкость, нужен только полупроводник с правильными слоями, который при прохождении через него электрического тока в одну операцию без каких-то промежуточных переделок, без нагрева, без накаливания нити создает поток света. Светодиодная технология использовалась в основном для индикаторных приборов потому, что ее производительность была не очень высока. Важным стало создание сверхъярких светодиодов производительностью выше 90--100 люменов на ватт, которые и легли в основу последнего поколения светотехники.

Светодиод по сравнению с лампой накаливания имеет энергопотребление в семь раз ниже, КПД до 20 процентов и срок службы – в 50 раз больше. Важно, что нет проблем с утилизацией, по сравнению с газоразрядной лампой, содержащей ртуть. Это означает, что все сферы светотехники – внутри помещений, уличное освещение, транспортная светотехника, специальные светотехнические системы в ближайшие годы перейдут на светодиоды. Речь идет об отраслевой смене базовой технологии. Мало того, когда речь идет об изменениях такого масштаба, возникает продуктовая цепочка. Для того чтобы произвести светодиод, нужна сапфировая подложка, которую в России умеют производить на мировом уровне.

Проекты, которые меняют мир

Один из них предложил Владимир Скулачев, которого многие считают главным кандидатом на Нобелевскую премию по биологии. В последние двадцать лет ученый занимается теорией старения. Его теория заключается в том, что само по себе старение есть созданный эволюцией инструмент, который сама же эволюция лишает смысла. Скулачев также занимался прикладными работами, в ходе которых не только вскрыл механизмы старения, но и предложил способ, как его замедлить. Способ связан с воздействием на клеточном уровне, на митохондрию – энергетическое ядро клетки. Эта технология, принадлежащая ему, является уникальной. Последние двадцать лет ученый занимается этой работой. Каков будет результат, покажет время.

В эту технологию вложены серьезные средства. Ведь по пути создания лекарств, продлевающих срок активной жизни, могут быть созданы лекарства против очень серьезных заболеваний, например, офтальмологических – против катаракты и «сухого глаза». Хотя стратегическая задача это даже не «таблетки от бессмертия», а скорее способность сохранять активную жизнь до смерти. Это способность не заболевать ужасными старческими болезнями, предотвращать деградацию базовых функций организма до заданного срока.

Отбор проектов

Начать следует с того, что послать запрос на сайт www.rusnano.com, где существует автоматическая система подачи заявок. Каждая них проходит экспертизу, которая состоит из научно-технической и экономических частей. Науку от инноваций отличает то, что она есть превращение денег в знания, когда инновация – превращение знаний в деньги. Нанопроект должен в будущем приносить деньги через инновационный бизнес.
В научно-технической экспертизе нанопроектов заложено несколько фундаментальных принципов, один из которых называется принципом «китайской стены». Заказчик и организатор экспертизы, а также сам эксперт – три разных института. Эксперты – не являются сотрудниками Роснано, они соответствующим образом сертифицированы, в том числе для работы за границей. Экспертиза проектов разделена на несколько стадий, начиная от оценки эксперта, процедуры внутренней экспертизы. В завершение всего – рассмотрение проектов на научно-техническом совете.

Несмотря на многоступенчатость проверки нанопроектов, ученым и группам ученых стоит проверять свои силы и пробовать себя в роли тех, кто способен перевернуть мир. Нам же остается надеяться, что человечество останется при этом живым и здоровым!

155Просмотров
Комментарии для сайта Cackle

Читать далее
В Тюмени ожидается переменная облачность и небольшое потепление.
К юбилею автора любимых детских книг проводят акцию «Поздравь Командора!».
Теперь пользователи Интернета могут не только ответить на вопросы викторины, но и узнать любопытные сведения о Тюменском крае.
В Тюмени сегодня пасмурно, временами возможен дождь.
Горожан 25 сентября приглашают на праздник «Ограниченные возможности – безграничные способности».
Она пройдет в рамках фестиваля «Рок в защиту животных».
Правда, для начала общественникам, выступившим с данной инициативой, предстоит выиграть президентский грант.
Опрос
Что я больше всего любил (а) в детском садике?
Сончас
Прогулки, физкультуру и зарядку на площадке
Детсадовскую еду
Дополнительные кружки
Утренники
Работу на садичном огороде