Развитие наноиндустрии в россии состояние и перспективы кратко
Обновлено: 05.07.2024
Наноиндустрия является одним из перспективных и востребованных направлений развития науки, технологий и промышленности в экономически развитых странах, таких как США, государства ЕС, Япония и Китай. Эксперты прогнозируют в ближайшей перспективе увеличение объема рынка нанотеха до 1 трл.долл. Если в экономически развитых странах уже приступили к коммерциализации изобретений наноиндустрии, то Россия только сейчас начала разработки в этой отрасли. В президентской инициативе “Стратегия развития наноиндустрии” сформулированы задачи трех этапов развития наноиндустрии в России и обозначены основные результаты их реализации. Развитие наноиндустрии предполагает создание современных кадровой, приборно-инструментальной, технологической и информационной баз, осуществление эффективной координации в этих областях, ликвидацию избыточных экономических, институциональных и правовых барьеров. Официальный факт “признания” нанотехнологий государством и появление нормативной базы, в которой закрепляется официальная позиция о признании нанотеха одним из приоритетных направлений развития науки, является значимым фактором для развития рынка на начальном этапе. В этом смысле Россия повторяет опыт зарубежных стран, где государственные инвестиции в наноиндустрию способствовали позитивной динамике отрасли, а также привлечению в нее частных вложений. Необходимо отметить, что объем государственных инвестиций в нанотехнологичную сферу сопоставим с аналогичными расходами зарубежных стран. А по процентному отношению ко всему бюджету, значительно их превосходит. Положительно влияет на развитие рынка нанотехнологий на современном этапе привлечение к нано-разработкам внимания общественности и СМИ. Западный опыт развития рассматриваемого рынка свидетельствует, что данный факт способствовал значительному увеличению инвестиций в отрасль, а также увеличению стоимости акций компаний-разработчиков. Остро стоит необходимость стандартизации нанопродукции, что обуславливается появлением все большего числа компаний, использующих приставку нано- для получения прибыли. Это обстоятельство в значительной мере дискредитирует в глазах общественности наносферу в целом. В российских вузах сегодня появились специальности, связанные с наноисследованиями. Это будет способствовать преодолению дефицита научных кадров в данной отрасли.
Для реновации и модернизации всей технологической цепочки любого производства, нанотехнологии подходят больше всего. Перспективы развития нанотехнологий сопряжены с наличием и возможностью быстрого разворачивания или создания сопутствующих инфраструктур. Страны с развитой экономикой, ориентируются на развитие и применение нано технологий, как на самую перспективную веху развития в информационном мире. Даже страны, имеющие ограниченные ресурсы, так же ориентируются на развитие нанотехнологий, т.к. основные вложения требуются в науку и зависит от человеческих ресурсов и уровня образования населения. Создание инфраструктур на основе исследовательских подразделений не только государственных организаций, но и коммерческих предприятий малого бизнеса. Рачительное отношение государства к человеческому ресурсу, поощрение и поддержка научно-технических общественных организаций, дают соответствующую отдачу, в том числе и в создание новых технологий в тех областях, где они работают.
На нынешнем этапе развития экономики РФ важнейшим является формирование и стимулирование внутреннего спроса, в том числе за счет закупок для государства и структур с его участием. Нужно также содействовать коммерциализации нанотехнологий, ускорить формирование правовой базы отрасли, необходимо привлекать в отрасль частные инвестиции, и такой интерес со стороны бизнеса уже есть. Нанотехнологии несут с собой переворот в понимании и организации исследовательских и производственных процессов, культуре создания материальных объектов, необходимых современному человеку. В большинстве развитых стран осознали то, что развитие наноиндустрии, помимо технологических преимуществ, дает материальные и социальные выгоды. По экспертным оценкам, завершение формирования рынка нанотехнологической продукции и услуг, прогнозируемое на 2015г., обеспечит его объем на уровне 1,5 трлн. долл. (в настоящее время мировой рынок нанопродукции оценивается в 700 млрд. долл.). Количество рабочих мест при этом будет исчисляться миллионами.
Реализация этой важнейшей социально-экономической задачи требует комплексного подхода: создания научной и производственной инфраструктуры, специального оборудования, проведения комплексных исследований, модернизации системы образования. В рамках федеральной целевой программы реализуется комплексный системный подход и вся инновационная цепочка: от получения научного результата - до создания инновационной конкурентоспособной продукции, и соответственно конкурентоспособности всей страны на мировом рынке нанотехнологий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наноиндустриализация по своему содержанию и формам - глобальный процесс, который охватывает все уровни строения глобальной экономической системы и доказывает, что эта система значительно и с ускорением расширяется таким способом. Свой специфический наноуровень строения имеют не только природные (физические, химические, биологические), но и социальные (экономические, правовые, политические и др.) объективно существующие системы. Им соответствуют предметные области отраслевых систем научных знаний. Наносфера, открытая человечеством, изменяет содержание предмета экономической науки, что непосредственно влияет как на ее фундаментальные основы, так и на прикладные компоненты. Современные исследователи в осмыслении наноэкономики пока недостаточно активны. Для решения этой задачи необходимо привлечь огромный научный потенциал, самые передовые разработки XXI в. и высококлассных специалистов, а также бесценный опыт экономической генетики, накопленный в XX веке. Пытаясь создать концепцию наноэкономики, ученые рассуждают в трех основных направлениях - утилитаристском, институциональном и эволюционно-генетическом. Одни считают, что наноэкономика должна включать все экономические отношения, связанные с развитием нанотехнологий и наноиндустрии, независимо от их масштаба (от мега- до микросистем). Основой данного подхода является узкий практицизм, стремление извлечь выгоду из нанотехнологий при помощи использования всех традиционных механизмов, методов и инструментов регулирования, имеющихся в арсенале экономической политики и практики, независимо от их уровня и масштаба. Такой подход широко применяется в современной практике и дает свои результаты, но не
мобилизует глубинные резервы экономической теории и несущественно расширяет ее прагматический потенциал.
Развитие нанонауки, нанотехнологии и наноиндустрии в мире, вполне возможно, станет самым тяжелым испытанием для доминирующей в России жесткой системы административно - бюрократических отношений, неотъемлемой частью которой стали коррупция и сращивание чиновничества с бизнесом. Есть все основания полагать, что до тех пор, пока экстраприбыли будут обеспечиваться за счет нефтяного, газового и строительного бизнеса, бизнесмены предпочтут воздержаться от понастоящему инновационных, но одновременно рискованных вложений в создание наноиндустрии. В этом смысле за рубежом ситуация кажется несомненно более благоприятной. В США, Японии и Южной Корее частный бизнес инвестирует наноразработки в объеме, не уступающем бюджетным расходам, причем только за пять лет - с 1999 до 2004г. - размеры частных инвестиций в наноиндустрию возросли в 10 раз.
Линия опережающего развития наиболее важна и наиболее приемлема для Российской Федерации, поскольку базируется не на уже известных и, как правило, запатентованных в других странах приемах улучшения качества существующих изделий и продуктов за счет использования нанотехнологий, а на генерации новых знаний в наиболее перспективных областях науки и техники и создании принципиально инновационных разработок, реализующих новые для промышленности физические или физикохимические принципы функционирования материалов и устройств. Осуществление этой генеральной линии, в свою очередь, невозможно без развития системы нанотехнологического образования на уровне как вновь поступающих в вузы студентов, так и магистратуры, аспирантуры, докторантуры, адресной поддержки перспективных исследований молодых ученых. Молодые исследовательские кадры – тот богатый человеческий ресурс, опора на который может позволить ответить на мировые вызовы и осуществить поставленные перед российским обществом важнейшие задачи. И в этом плане ведущие вузы РФ способны сохранить то лучшее, что было заложено в отечественной системе образования и пополнить последнее междисциплинарностью, а также способностью владеть современным синтетическим и диагностическим инструментарием.
И несомненно важным фактором для развития нанотехнологий в РФ является роль бизнеса в развитии нанотехнологий. Помимо крупного бизнеса, не всегда проявляющего интерес к чрезвычайно наукоемкому производству нанопродуктов, не способному к достаточно быстрой отдаче, очевидна необходимость активного вовлечения малого бизнеса по зарубежному образцу. При этом, если учитывать специфику нанотехнологического бизнеса, в качестве субъектов могли бы выступать как сотрудники университетов или академических институтов, так и сами эти организации.
В целом нанотехнологии в России, вопреки всему, всетаки набирают ход. Их развитие даст нашей стране единственныйшанс вернуться в число мировых лидеров в научной, экономической и политической сфере, а также решить многие экономические, территориальные и демографические проблемы. И хотя мы засиделись на старте, но всетаки работы по развитию наноиндустрии в РФ уже начаты. Теперь все зависит от того, сумеем ли мы правильно сыграть на наших плюсах. Ведь нанотехнологии по своей сути в чем-то близки к специфике российской науки и образованию. Например, в отличие от западных университетов у нас выпускают специалистов с хорошей физико-математической подготовкой, а наши ученые давно работают на стыке разных научных дисциплин. Ведь нанотехнологии предполагают прежде всего междисциплинарность. Например, раньше металл варили металлурги, но, как только этот процесс переходит в сферу нано, к нему подключаются физики, химики, теоретики, математики и т.д. Вообще в наномире границы между инженером и ученым размыты. Здесь нечего делать узкому специалисту, надо обладать широкими знаниями в разных сферах науки и техники.
Список использованной литературы
1. Налоговый кодекс РФ (часть вторая) от 05.08.2000 г. № 117-ФЗ
9. Программа развития наноиндустрии в РФ до 2015г. (одобрено Правительством РФ 17.01.2008)
10. Национальные стратегии развития нанонауки. // Экономические стратегии. Н. В. Гапоненко. - 2008. - № 1. С. 44–53.
11. В поисках российской нанотехнологической инициативы. Учебник. / Под ред. В. Н. Кухарева. - М., 2008. - 338 с.
13. Иншаков О. В. Международное сотрудничество России в сфере нанотехнологий: направления и формы. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. - 280 с.
14. Иншаков О. В. Эволюционная экономика и экономическая генетика. // Эволюционная теория, инновации и экономические изменения. - М.: ИЭ РАН, 2008. - 45–58 с.
15. Иншакова Е. В. Уровневый анализ объекта, предмета и метода экономической теории. // Известия Санкт-Петербургского университета экономики и финансов. - 2008. - № 4 (40). С. 5-18.
16. Наноматериалы и нанотехнологии: cборник статей под ред. д-ра тех. наук, проф. П.П. Мальцева. М., 2007. С. 15-59.
17. Нестеров С. А. О развитии нанотехнологий в Японии. // Наноиндустрия: науч.-техн. журнал. - 2008. - № 1. С. 18–40.
18. Сборник докладов 5-й Всеросийской конференции "Нейрокомпьютеры и их применение". / Под ред. Ананяна М.А. 1-ое изд. М.: Нанотехнологический комплекс, 2009. С. 250-349.
19. Рыбалкина М. Е. Нанотехнологии для всех. Москва: Латстар. 2005. - 444 с.
20. Урманов И. С. Синергические связи как новая модель организации производства. // Мировая экономика и международные отношения. - 2009. - № 3. С. 19–26.
21. Фесюн А. В. Государственная политика развития нанотехнологий: российский и зарубежный опыт. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. - 48 с.
22. Фесюн А. В. Региональные аспекты стратегии и тактики формирования наноиндустрии. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009 - 154 с.
23. Plunkett’s Nanotechnology and MEMS Industry Almanac: Nanotechnology and MEMS Industry Market Research, Statistics, Trends and Leading Companies. 2008.
24. The Nanotech Report: Investment Overview and Market Research for Nanotechnology. 5th ed. N. Y. 2010.
В середине двадцатого века физика была популярной и даже модной наукой. Учеными ковались ядерные щиты двух противостоящих держав, физические факультеты университетов во всем мире отмечали увеличение числа студентов в разы. С распадом Советского Союза отечественная наука взяла в высокотехнологической гонке тайм-аут, а конкуренты, уже давно опережавшие нас, ушли в развитии технологий еще дальше.
Вскоре в недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Перспективы самые радужные.
Нанотехнологии способны изменить жизнь человечества круче, чем это сделали в свое время появление письменности, открытие электричества и даже изобретение компьютера.
Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применения – от медицины до космических исследований.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Исследовательская работа | 102.3 КБ |
| Презентация | 2.37 МБ |
Предварительный просмотр:
Секция: информационные технологии
Место выполнения работы:
Веснина Елена Георгиевна
II. Теоретическая часть
1.Возникновение и развитие нанонауки
III. Практическая часть
- Современное состояние и перспективы развития
- Развитие нанотехнологий в России.
- Выводы
- Литература
Сегодня для большинства людей нанотехнологии –
это же такая же абстракция, как и ядерные
технологии в 30-е годы прошлого века.
Однако нанотехнологии уже становятся
ключевым направлением развития
современной промышленности и науки.
Вскоре в недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Перспективы самые радужные. Некоторые рассматривают ее как панацею от всех бед, другие грозят бедами при неосторожном ее использовании. Тем не менее, нанотехнологии – это уже настоящее.
1.1 Цель исследования
2. понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее.
3. Сделать прогноз развития рынка нанотехнологий в России.
1.2. Задачи исследования
1. Познакомиться с историей возникновения нанотехнологий.
2 . Систематизировать научные исследования в области нанотехнологий
1. Поиск информации при работе с литературными источниками, Интернетом и др;
2. Описательной статистики
3. Анализ полученных результатов
Гипотеза исследования . Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований.
II. Теоретическая часть
Возникновение и развитие нанонауки
Нанотехнологии- это технологии сверхмикроскопических конструкций из мельчайших частиц материи.
Атом (греч. atomos – неделимый) – мельчайшая частица химического элемента. Однако вопреки названию атом не является неделимым, так как сам состоит из ядра и электронов. Для удобства ученые считают, что атом имеет форму шара. Объединяясь, несколько атомов создают молекулу. Молекулу можно представить как совокупность шариков (атомы) и соединяющих их палочек (межатомные связи). Все вещества в природе, включая нас с вами, состоят из атомов и молекул.
Все атомы, а также некоторые маленькие молекулы, имеют размеры порядка 1 нм (нанометра). Нанотехнологии – это совокупность методов производства продуктов заданной атомарно-молекулярной структуры путем манипулирования атомами и молекулами.
Например,ученые из Центра исследований и реставрации французских музеев под руководством доктора Филиппа Вальтера при исследовании образцов волос древних египтян выяснили, что для окраски волос в черный цвет использовался естественный минеральный краситель – галенит или сульфид свинца. Древние косметологи добились измельчения окрашивающих частиц до размеров в 5 нанометров и равномерного проникновения их в ткань волоса по всей его толщине. Даже самые современные технологии не дают такого результата.
В средние века ремесленники-гончары из провинции Умбрия использовали нанотехнологии : керамические предметы они покрывали радужной или металлической глазурью. Образцы переливались на солнце, сверкали золотым блеском, меняли свой цвет под разными углами. В результате итальянскими учеными было установлено, что причина таких свойств краски в наличии крошечных частичек металла от 5· 10 -9 до 10 -7 метра в поперечнике.
. В эпоху Ренессанса достаточно широко использовались наночастицы золота и серебра при изготовлении витражных стекол, красота и богатство красок, которых восхищают нас до сих пор.
Первым ученым, использовавшим измерения в нанометрах, принято считать Альберта Эйнштейна, который в 1905 году теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен 1 нм.
Первые теоретические исследования, положившие начало разработке инструментального обеспечения нанотехнологий, - это труды российского физика Г.А. Гамова. Идею же создания специальных приборов, способных проникнуть в глубину материи до границ наномира, выдвинул выдающийся американский физик сербского происхождения Никола Тесла. Именно он предсказал создание электронного микроскопа.
Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Вообще мысль о том, что в будущем человечество сможет создавать объекты, собирая их "атом за атомом", восходит к знаменитой лекции "Там внизу много места" одного из крупнейших физиков XX века, профессора Калифорнийского технологического института Ричарда Фейнмана. Опубликованные в феврале 1960 года материалы лекции были восприняты большинством современников как фантастика или шутка. Сам же Фейнман говорил, что в будущем, научившись манипулировать отдельными атомами, человечество сможет синтезировать все что угодно, т.е. использовать атомы как обыкновенный строительный материал.
В 1968 году сотрудники американского отделения исследования полупроводников Дж. Артур и А. Чо разработали теоретические основы нанообработки поверхностей.
В 1974 году японский физик Норио Танигучи, работавший в Токийском университете, предложил термин "нанотехнологии" (процесс разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой), быстро завоевавший популярность в научных кругах.
В 1985 году американские физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр. Они получили новый класс соединений - фуллерены - и исследовали их свойства. В результате взрыва графитовой мишени лазерным пучком и исследования спектров паров графита была обнаружена молекула фуллерена С 60 . В 1986 году Г. Бинниг разработал сканирующий атомно-силовой микроскоп. Такой микроскоп, в отличие от туннельного, может взаимодействовать с любыми объектами, а не только с токопроводящими материалами.
В 1987--1988 гг. в НИИ "Дельта" под руководством П. Н. Лускиновича заработала первая российская нанотехнологическая установка, осуществлявшая направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под влиянием нагрева.
Современный вид идеи нанотехнологии начали приобретать в 80-е годы XX века в результате исследований Э. Дрекслера, который выдвинул концепцию универсальных молекулярных роботов, работающих по заданной программе и собирающих любые объекты (в том числе и себе подобные) из подручных молекул. Это дало мощный толчок к началу применения нанотехнологических методов в промышленности. В 1994 году стали появляться первые коммерческие материалы на основе наночастиц - нанопорошки, нанопокрытия, нанохимические препараты и т.д. Началось бурное развитие прикладной нанотехнологии.
В 2003 году профессор Фенг Лью из университета Юты, используя наработки Франца Гиссибла, с помощью атомного микроскопа построил образы орбит электронов путем анализа их возмущения при движении вокруг ядра.
В 2005 году в компания Intel создали прототип процессора размером около 65 нм. Пока в нем использует комплементарные металл-оксидные полупроводники, но в планах - перейти на квантовые точки, полимерные пленки и нанотрубки.
В лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 50 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц .
Стремительное развитие нанотехнологий вызвано еще и потребностями общества в быстрой переработке огромных массивов информации. Современные кремниевые чипы могут при всевозможных технических ухищрениях уменьшаться ещё примерно до 2012 года. Но при ширине дорожки в 40-50 нм возрастут квантовомеханические помехи, что равнозначно короткому замыканию. Выходом могли бы послужить наночипы, в которых вместо кремния используются различные углеродные соединения размером в несколько нанометров. В настоящее время ведутся самые интенсивные разработки в этом направлении.
III. Практическая часть
Современное состояние и перспективы развития.
Нанотехнологии и наноустройства являются закономерным шагом на пути совершенствования технических систем. В настоящее время на рынке продаются только скромные достижения нанотехнологии, вроде самоочищающихся покрытий и упаковок, позволяющих дольше сохранять свежими продукты питания. Однако ученые предсказывают триумфальное шествие нанотехнологий в недалеком будущем, опираясь на факт её постепенного проникновении во все отрасли производства.
Наноматериалы в строительстве
В действительности науки под названием наномедицина пока еще не существует, существуют лишь нанопроекты, воплощение которых в медицину, в конечном итоге, и даст результат.
Возможно, первыми киборгами следует считать 15 слепых пациентов Балтиморского университета, которым в 90-е годы было имплантировано устройство, позволяющее видеть без помощи глаз. Эти электронные приборы не позволяли различить газетный текст, но люди стали видеть свет и распознавать цвета. Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу. Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.
Ученые изучили поведение наночастиц, покрытых сахаром, которые при высокой температуре оказались полезными для терапии раковых опухолей. Исследователи провели опыт на мышах - у трех из четырех подопытных животных нагретые наночастицы уничтожили раковые опухоли без последующего восстановления.
Представьте себе, что вы подхватили грипп (то есть вы даже еще не знаете, что его подхватили). Тут же среагирует система искусственно усиленного иммунитета, и десятки тысяч нанороботов начнут распознавать вирус гриппа. За считанные минуты ни одного вируса у вас в крови не останется! Нанороботы будущего смогут ремонтировать клетки. Они смогут вернуть даже очень старого человека в состояние молодости. Человечество перейдет от операций на органах к операциям на молекулах, став практически бессмертным. Люди, замороженные при помощи крионики, смогут через много лет воскреснуть с помощью миллионов роботов.
Нанороботы в медицине могу делать буквально все: диагностировать состояния любых органов и процессов, вмешиваться в эти процессы, доставлять лекарства, соединять и разрушать ткани, синтезировать новые. Фактически, нанороботы могут постоянно омолаживать человека, реплицируя все его ткани. На данном этапе учеными разработана сложная программа, моделирующая проектирование и поведение нанороботов в организме. Чрезвычайно детально разработаны аспекты маневрирования в артериальной среде, поиска белков с помощью датчиков. Ученые провели виртуальные исследования нанороботов для лечения диабета, исследования брюшной полости, аневризмы мозга, рака, биозащиты от отравляющих веществ.
Нанопокрытия играют огромную роль в авиационной и космической промышленности:
1. повышают долговечность, надежность и эффективность разных компонентов;
2. препятствуют эрозии и износу
3.повышают качество поверхностей;
4. препятствуют коррозии, отслаиванию, окислению и перегреву.
В аэрокосмической промышленности разрабатывается несколько много функциональных нанопокрытий, которые должны обеспечить коррозийную защиту с помощью специальных материалов. Предполагается, что они будут способны обнаруживать коррозию и механическое повреждение и препятствовать им, реагировать на химическое и физическое воздействие, улучшать адгезию и повышать долговечность металлических конструкций. Одновременно разрабатываются легкие, прочные и термостойкие наноматериалы для авиационных двигателей.
Модельеры и ученые-текстильщики создали одежду, которая может предотвращать простуду и грипп и не нуждается в стирке. Другой материал разрушает вредные газы, защищая владельца от смога и грязного воздуха.
Созданная Оливией Онг одежда частично состоит из материалов, разработанных учеными Джуаном Хинестрозой и Хонгом Донг.
Компьютеры и микроэлектроника.
Наноаккумуляторы - Американские ученые создали аккумуляторы, которые можно полностью зарядить всего за несколько секунд. Бюнгву Канг и Джербранд Сидер из Массачусетского Технологического института использовали в своей работе нанотехнологии. Получившийся в результате наноаккумулятор, обеспечивающий работу ноутбука, полностью заряжается за минут. Это является самым быстрым циклом зарядки для подобного материала. Удалось установить, что наноаккумулятор может не только быстро заряжаться, но и также быстро разряжаться, выдавая непривычную для таких устройств мощность. По мнению экспертов, свойства новых аккумуляторов позволят наконец ликвидировать последнее препятствие на пути создания электромобиля, сравнимого по скоростным характеристикам с обычной машиной.
Центральные процессоры - 15 октября 2007 года компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора, содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. В дальнейшем компания намерена достичь размеров структурных элементов до 5 нм.
25 февраля 2008 года в Музее современного искусства в Нью-Йорке был представлен концепт мобильного телефона, разработанный компанией Nokia - Nokia Morph
С помощью нанотехнологий телефон способен вывести индустрию сотовых телефонов на новый уровень и удовлетворить новые потребности пользователей. Разумеется, пока этот аппарат существует только в виртуальной реальности. Элементы Nokia Morph могут быть доступны для интеграции в портативные устройства в течение 7 лет.
Наноарт - это новый вид искусства, связанный с созданием композиций микро- и наноразмеров под действием химических и физических процессов обработки материалов, фотографированием полученных нанообразцов с помощью электронного микроскопа, а затем раскраска в графическом редакторе.
Основоположник наноарта- румынский ученый и художник Крис Орфеску.
Из приведенных фактов видим неоспоримые преимущества применения нанотехнологий в различных областях. Нанотехнологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении ведутся многими крупными корпорациями.
Финансирование нанотехнологий в различных странах мира.
Развитие нанотехнологий в России.
На сегодняшний момент Россия не является безусловным лидером в области нанотехнологии. Доля России в общемировом технологическом секторе составляет около 0.3 %, а на рынке нанотехнологий — 0.04%. Во многом здесь сказался тот факт, что Россия обратила свое внимание на наноразработки на 7–10 лет позже, чем зарубежные страны.
Пальма первенства принадлежит двум странам: США и Японии. Это неудивительно, поскольку первой активно вкладывать средства в развитие данной области науки начала Япония, затем в гонку за мировое лидерство в области нанотехнологии включилась США, за ними страны Европы. Китай, в последнее время поражающий мир в различных областях, тоже наращивает обороты.
Российский рынок аналитического оборудования для исследования наноструктур в последнее время устойчиво растет: с 2007 по 2009 годы показатели прироста сектора находились на уровне 30–50 %. Активное развитие рынка началось в 2005 году в связи с введением гос-поддержки исследований в области нанотехнологий и материалов. Рост исследовательской активности, в свою очередь, стимулировал спрос на аналитическое оборудование
26 апреля 2010 года в городе Рыбинске открылся завод по производству монолитного твёрдосплавного инструмента с многослойным наноструктурированным покрытием. Это первое нанотехнологическое производство в России. РОСНАНО потратила на финансирование этого проекта около 500 млн рублей.
Институте ядерной физики в первой половине 2011 года произошел запуск нейтронного реактора ПИК, который начал строиться ещё в 1970-х годах. Несколько лет назад было принято решение о возобновлении его строительства, предусматривалось вложить сотни миллионов долларов. Пуск реактора был запланирован на весну 2010 года, однако из-за проблем с финансированием получилась задержка.
Цель России – занять к 2015 году 3% мирового рынка высокотехнологичной продукции.
Ставропольский край всё-таки редко появлялся на оперативной карте отечественной наноиндустрии… Но-таки появился… Фонд инфраструктурных и образовательных программ подписал со Ставропольским краем инвестиционное соглашение о строительстве на территории региона Южного нанотехнологического центра.
Создаваемый наноцентр будет специализироваться на нескольких направлениях: наноматериалы, нанобиотехнологии и наноэлектроника. Планируется, что здание наноцентра в Михайловске Ставропольского края будет введено в эксплуатацию в 2014 году. Проект создания нанотехнологического центра в Ставропольском крае был отобран по итогам третьего открытого конкурса по созданию наноцентров в регионах России.
Значительная часть того, что относится к области применения нанотехнологий принадлежит будущему, пусть и недалёкому, но всё же лишь гипотетическому (воображаемому).
Что же мешает технологиям создания сверхмалых объектов полноправно войти в нашу жизнь? Прежде всего: у учёных пока нет инструментов, которые могли бы служить промышленной основой изготовления наномеханизмов. Предложенные Э. Дрекслером наносборщики – ассемблеры обещают массу возможностей и перспектив для науки и техники, однако как изготовить такой ассемблер сегодня не знает никто.
1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации . Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий, с другой стороны, облегчит конструирование наномашин.
2. Возможности использования нанотехнологий практически неисчерпаемы - начиная от микроскопических компьютеров, убивающих раковые клетки, и заканчивая автомобильными двигателями, не загрязняющими окружающую среду.
3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки
4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем.
1. Балабанов, В.И. Нанотехнологии. Наука будущего. /В.И. Балабанов. - М.: Эксмо, 2008. - 256 с.
2. Рыбалкина, М. Нанотехнологии для всех. /М. Рыбалкина. - М.: Nanotechnology News Network, 2006. - 444 с.
3. Альтман, Ю. Военные нанотехнологии. /Ю. Альтман. - М.: Техносфера, 2006. - 416 с.
4. Пул, Ч. Нанотехнологии. / Ч. Пул, Ф. Оуэне. - М.: Техносфера, 2006. - 260 с.
5. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. / Н. Кобаяси, пер. с япон. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. - 134 с.
Анатолий Чубайс рассказал про основные технологические тренды, вектора, которые РОСНАНО планирует выстраивать и развивать в России.
В мае 2017 в Digital October глава РОСНАНО Анатолий Чубайс выступил с лекцией, посвященной достижениям российской наноиндустрии за минувшие десять лет и перспективам ее развития. Свое выступление он разделил на четыре части.
В первой, Анатолий Борисович дал определение наноиндустрии и рассказал историю ее возникновения. Он подчеркнул, что если идет речь о высоких технологиях, то элемент нанотехнологии присутствуют практически в каждой отрасли реального сектора: металлургия ,машиностроение, энергетика, химия, нефтехимия.
Спикер напомнил, что РОСНАНО инвестирует не в НИОКР, а высокотехнологичные бизнесы, в создание производства. Он показал разницу между требованиями к компании и к ученым. "Важнейшее требование к нам - это окупаемость. В отличие от ученых, мы не экспериментируем, не даем гранты, а строим бизнес, который должен привести к возврату вложенных денег приблизительно за десять лет",- отметил Чубайс.
Анатолий Борисович пояснил, что его выступление - это попытка описать основные технологические тренды, вектора, которые компания собирается не просто анализировать, а строить, развивать бизнесы в России.
"В этом году РОСНАНО отмечает десятилетие, и, опираясь на свой опыт, мы попытаемся описать десятилетнее будущее российской наноиндустрии", - заявил Анатолий Борисович.
Вторая часть лекции была посвящена "Кластерам- саженцам" - технологическим кластерам, которые созданы в российской наноиндустрии с 2007 года и обладают хорошим заделом для роста на предстоящее десятилетие. Таких кластеров шесть: наноэлектроника и фотоника, новые материалы, покрытия и модификация поверхности, инновационная нанобиофармацевтика, ядерная медицина и солнечная энергетика.
Одна из уже существующих отраслей - наноэлекторника и фотоника. Чубайс, сообщил, что в 2016 году в Саранске был запущен мощный завод по производству. Одним из достижений фотоники являются сплитеры - устройства обеспечивающие разделение оптического сигнала. Спикер связывает появление российской наноэлектроники с разработкой микрона, который является безусловным флагманом российской микрометодики. Еще одно достижение этой отрасли это продукт компании "Элвис" -тепловизионный локатор кругового обзора. Важнейшим результатом в этом направлении, по мнению Чубайса, является создание первого российского процессора, обрабатывающего видеоизображение, светодиодные светильники.
Глава РОСНАНО поделился успехами российской компании "Профотек", которая является одной из самых сильных в мире по объёму технического задела. Здесь производятся оптические трансформаторы - новое поколение измерительной техники в энергетике. Наноэлектроника и фотоника, по мнению спикера, развивается бурно, есть много новых идей, рынок продолжает расти к 2027 году он точно вырастет в мире 2.5 триллиона долларов. Российские темпы роста практически равны мировым. Оценивая сегодняшнее положение, Анатолий Борисович заявил, что Россия не является лидером в этом направлении, однако в этом рынке у нас есть свое место.
Новые материалы - один из самых больших кластеров, в котором происходят бурные события. В этой отрасли разнородный набор технологий: от композитных материалов до новых строительных. Главный из композитных материалов углепластика -сверхпрочный и сверхлегкий материал, который изначально использовался в космосе, постепенно стал использоваться и в авиастроении, а сегодня используется и в судостроении. Чубайс подметил, что каждый килограмм экономии веса в космосе дорог. Первое российское гражданское судно на углепластике - пассажирский катамаран на 500 мест спущен на воду в прошлом году. Благодаря углепластике в изготовлении имплантов произошел переход от титана к современным керамикам, более износоустойчивым. Анатолий Борисович озвучил, что проведено более 2000 операций с установкой имплантов российского производства. Уже сейчас его объем составляет почти триллион рублей.
Следующий кластер, о котором шла речь, инновационная нанобиофармацевтика - одна из самых быстро растущих. В СССР настоящей фармацевтики не было, и сегодня заново создается вся ее культура. По словам Чубайса, на растущем рынке стабильно растет доля отечественной продукции. Вместе с объёмом рынка еще более быстрыми темпами растет российское производство. Объём производства "Нанобиотех" - наиболее продвинутой части инновационного производства, которая только зарождается, достиг 250 млн рублей. Наблюдается бурный рост нанобиофармацевтики на мировом рынке. Российский рынок составляет более 13 млрд рублей. Анатолий Чубайс привел перечень существующих нанобиотехнологические препаратов, в их числе Кагоцел, Альгерон и другие. В апреле этого года открыли компанию "Новомедика" - технологический центр уникального свойства, предназначенный давать услуги любым российским компаниям по изготовлению прототипа и малых партий новых инновационных лекарств. Чубайс считает, что открытие такого центра даст значимый импульс российскому инновационному биотеху. По его мнению, рынок нанобиофармацевтики к 2027 году подрастет до 100 млрд рублей.
К ядерной медицине относятся современные радионуклидные методы диагностики: однофотонная эмиссионная компьютерная томография и позитронно-эмиссионная томография. "В рамках этого проекта в восьми регионах России более 35 тысяч человек прошли сверхраннюю диагностику. Стало возможным выявлять массово болезни на начальных стадиях. Помимо выявления это еще и лечение. Такого понимания процесса болезни и лечения никаким другим способом получить невозможно", - поделился Анатолий Борисович. Центром ядерной медицины является технология, которая включает в себя циклотрон для производства изотопов, на втором этапе изготовление радиофан - препаратов и на третьем - эти радиофан-препараты вводятся больному, концентрируются естественным путем как раз там где есть опухоль, воспаление и в итоге врач видит на экране то, что он не увидит другим способом. К достижениям ядерной медицины относятся "Кибер-нож", брахитерапия, "Гамма нож". Важнейший элемент ядерной медицины. "Кибер - нож"- неинвазийная альтернатива хирургическому лечению опухоли. Брахитерапия - введение источника излучения внутрь пораженного органа. действующие сегодня технологии Рак предстательной железы к 2027 году 1000 операций. По мимо РОСНАНО в этой области работает уникальный частный бизнес в Питере "Гамма - нож"- неинвазийная, абсолютна нетравматичная, операция головного мозга. По прогнозам Чубайса , за десять лет ожидается минимум трехкратный рост объема рынка ядерной медицины.
Солнечная энергетика, по мнению спикера, в России как национальный стартап состоялась, а также имеет очень серьезные перспективы. Как рассказал Анатолий Борисович, работа в этом направлении началась с создания завод в г. Новочебоксарск Чувашской Республики "Хевел", который производит одни из самых современных солнечных батареек с КПД в 21%. Чубайс показал на графике объёмы вводов солнечных электростанций в России.
Третью часть своего выступления Чубайс посвятил "Кластерам-семенам" -новым кластерам, которые должны появится в России в ближайшие десять лет. К ним он отнес пять областей - ветроэнергетику, переработку твердых бытовых отходов в электроэнергию, промышленное хранение энергии и наномодифицированные материалы.
По словам Чубайса, кластера ветроэнергетика в России еще нет, однако, возникли все предпосылки для того, чтобы она выросла. В этом году РОСНАНО с европейской компанией "Фортум" подписали соглашение о совместном инвестировании около 100 млрд рублей в развитие российской ветроэнергии. Чубайс, считает осуществимым не только строительство ветропарков, но и локализацию производства оборудования. Он поделился планами компании: в конце года в Ульяновске будет пущен первый ветропарк на 35 млн. рублей. Экономический потенциал этого кластера составляет 26 % от всего объёма в стране. По прогнозам Анатолия Борисовича, к 2027 году есть очень высокие шансы развить масштабы ветроэнергетики до 450 млрд рублей.
Переработка твердобытовых отходов в электроэнергию - еще одна отрасль, которая должна сформироваться в стране к 2027 году. Общая площадь свалок в России достигает почти 50тысяч гектаров. По словам Чубайса, существует целый спектр технологий решения этой задачи. Самая работоспособная на сегодня - это технология прямого сжигания. В эту технологию скорее всего в ближайшее время страна пойдет. "Запланировано строительство пяти мусоросжигательных заводов, перерабатывающих электроэнергию в тепло, которые пока будут простым трансфером технологий из-за рубежа. Это основа для создания качественной отрасли", - отметил Анатолий . К 2027 году появятся новые технологии будут объёмы этого рынка существенно возрастут.
Продукция кластера гибкая электроника имеет ряд преимуществ: гибкость, технологическая простота, себестоимость, ударопрочность. Как рассказал глава компании, первым шагом РОСНАНО стало приобретение 100%-ной доли в стартапе Flex Enable в Кембридже. Второй шаг - это реализация своих технологий на производственных мощностях завода PlasticLogic Gmbh в Дрездене, на котором уже загружено производство гибких экранов. Чубайс поделился планами о переносе этого бизнеса в Россию и о строительстве центра гибкой электроники в Троицке. По словам спикера российский рынок этого кластера в 2027 году достигнет 40 млрд рублей.
Промышленное хранение энергии. По мнению Анатолия Борисовича при развитии данной отрасли базовый принцип современной электроэнергетики, основанной на абсолютной синхронности, будет сломан. Это перевернет всю систему мировой электроэнергетики. На смену гигантским дорогущим сооружениям придут десятки новых технологий. Началом развития этого кластера стал запуск завода по производству литий - ионных аккумуляторов в г. Новосибирск. По словам спикера литий-ионные аккумуляторы заменят значительную часть системы промышленного хранения электроэнергии. Они уже используются на троллейбусах с удлиненным ходом и будут продвигаться в транспорте. Чубайс рассказал об одной из самых уникальных технологий внутри завода в г. Новосибирск, где ездят груженные вагоны не по горизонтали, а по вертикали. Это первая в мире гравитационная установка хранения электроэнергии, сравнимая по эффективности с ГАЕС. По прогнозам руководителя РОСНАНО, к 2027 году произойдет отрыв потребителя от энергосистемы, что немыслимо для традиционной электроэнергетики.
Первым шагом развития кластера наномодифицированных материалов, по словам Чубайса, началось с разработки первой в мире промышленной установки по производству одностенных углеводородных нанотропов в компания OCSIAN в г. Новосибирск. Уже освоены технологии их вынесения в десятки материалов: пластомеров, термопластах. Спикер пояснил, что при минимальных добавках нанотропок, например в размере 0,1% материала, алюминий приобретает прочность титана, пластик становится электропроводным, литий-ионные батареи служат дольше. В подтверждение выше сказанного Анатолий Борисович привел динамику роста производства: первые 80 кг углеводородных нанотропок произвели в 2014 году,в 2016 году - 3,5 тысячи кг, а концу 2017 года будет выпущено 50 тысяч кг. "Мы на сегодня держим больше 75% мирового рынка наномодифицированных материалов и рассчитываем держать их дальше", - заявил Чубайс.
В заключительной части Анатолий Борисович озвучил выводы о вышесказанном . В 2016 году объем рынка наноиндустрии составил 1,2 трлн рублей, по прогнозам РОСНАНО в 2027году- 4,4 трлн рублей. По данным Росстата объем экспорта нанопродукции достиг 4,3 млрд, в 2027 году он вырастет до 14 млрд рублей. Ежегодно 22 млрд рублей в год построенные РОСНАНО заводы платят науке, к 2027 году эта цифра может вырасти до 87 млрд рублей. Российская наноиндустрия к 2017 году имеет 6 кластеров, к 2027 году их будет 11. За десять лет Россия вошла в высшую лигу мировой наноиндустрии.
"В 2007 году Россия была в "Низшей лиге" мировой хайтековской иерархии, за десять лет она перешла в следующий кластер "Устремленное будущее", мы считаем, что в 2027 году Россия займет свое место в кластере "Высшая лига", - заявил Анатолий Чубайс.
Полное видео с выступления Анатолия Чубайса.
Читайте также: