Мир стоит на пороге новой промышленной революции, которая связана, прежде всего, с развитием нанотехнологий. По оценке ведущих экспертов, она сравнима по масштабам своего воздействия на общество с революцией, которая была вызвана изобретением в XX веке транзистора, антибиотиков и информационных технологий, вместе взятых.
В недалеком будущем экономическое, военное, социальное и политическое положение развитых стран будет определяться уровнем развития национальной наноиндустрии. По зарубежным оценкам, суммарный мировой объем средств, выделенных на развитие нанотехнологий, вырос с 1997 года почти в 7 раз и составит в 2005 году более 3 млрд долларов, а объем мирового рынка нанотехнологий к 2015 году увеличится до 1 трлн долларов.
По экспертным оценкам, наиболее перспективными направлениями развития нанотехнологий в краткосрочной перспективе (практическое использование в ближайшие 5—10 лет) являются:
• создание методов и аппаратуры для исследований свойств наночастиц и наноструктур;
• выявление наночастиц и наноструктур с ранее неизвестными уникальными свойствами;
• разработка трехмерных методов для анализа физических и химических свойств с пространственным разрешением на атомарном уровне;
• создание наноматериалов (нанотрубки, фуллерены, нанопорошки, нанокомпозиционные материалы, сверхпластичные полимеры с нанонаполнителями, оптические и магнитные материалы и др.), ультратонких покрытий, наномембран, нанофильтров, катализаторов, нанодатчиков, включая био- и химические датчики, лекарственных препаратов;
• развитие оптоэлектроники, включая светодиоды, солнечные фотоэлектрические преобразователи;
• создание наноматериалов и наноустройств для вооружения и военной техники;
• разработка нормативно-правовых актов, регулирующих исследования в области нанонаук и использование результатов этих исследований.
Наиболее перспективными направлениями развития нанотехнологий в среднесрочном периоде (практическое использование в течение 10—20 лет) являются:
• создание наноматериалов с заданными свойствами;
• разработка эффективных методов преобразования и хранения энергии (топливные элементы, накопители водорода);
• создание наноэлектроники, включая системы отражения информации, элементную базу запоминающих устройств со сверхплотной записью информации и др.;
• разработка изделий наноэлектромеханики, наносистем целевой доставки лекарств, биоактивных материалов и «умных» имплантатов, высокоразрешающих средств медицинской диагностики, включая молекулярную радиологию;
• разработка нанобиотехнологии.
Наиболее перспективными направлениями развития нанотехнологий в долгосрочном периоде (практическое использование через 20 лет) являются создание:
• принципиально новых приборов и систем биоорганического типа на основе гибридной технологии органика-неорганика;
• молекулярной электроники;
• квантовых суперкомпьютеров;
• наноробототехники.
За рубежом уделяется пристальное внимание работам в области нанотехнологий. Так, в США нанонауки и нанотехнологии объявлены национальным приоритетом, а научно-исследовательские программы по изучению нанотехнологий спонсируются и поддерживаются из федерального бюджета и бюджетов штатов.
С 2000 года уровень средств, выделяемых на наноисследования и нанотехнологии, возрастет с 710 млн долл. в 2003 году до 1 млрд долл. в 2006 году. Вложение частных компаний в нанотехнологии в 2004 г. составило более 1 млрд долл. В США в области нанотехнологий работают около 1200 компаний. Создана Национальная сеть оборудования для исследований и изготовления наносистем и наноустройств. Государство берет на себя не только реализацию наиболее рискованной части НИОКР, но и содействует промышленному освоению НИОКР.
В странах Евросоюза разрабатывается стратегия развития нанотехнологий, позволяющая вывести ЕС на лидирующие позиции в мире и, что более важно, коммерциализировать продукцию на мировом рынке нанотехнологий и товаров на их основе.
В Японии сегодня существуют порядка 100 венчурных компаний в области нанотехнологий.
В России с целью выработки единых подходов к обеспечению общегосударственной организации, координации и кооперации деятельности в области нанотехнологий и наноматериалов разработана «Концепция развития в России работ в области нанотехнологий на период до 2010 года», которая определяет основные направления государственной поддержки в финансовой, организационной, кадровой, нормативно-правовой и международной сферах.
Для реализации Концепции в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» выделен специальный раздел «Индустрия наносистем и материалы», на выполнение которого предусмотрено в 2005—2006 годы более 2 млрд рублей ежегодно, при объеме внебюджетных средств — не менее 30 % от средств федерального бюджета.
Раздел «Индустрия наносистем и материалы» в части НИОКР предусматривает проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований фундаментального характера; прикладных разработок; опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных разработок. При этом все эти исследования и разработки имеют ориентированный характер и направлены на достижение кардинальных изменений во многих высокотехнологичных отраслях экономики: в информатике, энергетике, машиностроении, медицине, сельском хозяйстве, экологии.
Проекты в ФЦНТП отбираются на основе тематических заданий. В настоящее время рассмотрено свыше 1070 предложений от более 200 организаций, принято 89 тематических заданий, на которые объявлен конкурс, что позволяет оценить потенциал российских организаций в области нанотехнологий на уровне ведомств, регионов и тематики исследований. Проекты ОКР и комплексные проекты в качестве обязательного условия предусматривают внебюджетное финансирование, что обеспечивает участие в реализации проектов не только государственных структур, но и малого и среднего бизнеса.
Проведенный анализ полученных предложений показал, что отечественные исследовательские организации и научные центры по имеющимся научным результатам не уступают современному мировому уровню исследований.
Российские научные центры и компании активно участвуют сейчас в создании и использовании нанотехнологий. На основе ресурсов важнейшего инновационного проекта государственного значения российская группа предприятий «НТ-МДТ» разработала ряд моделей сканирующих зондовых микроскопов. Продукция компании продается в 40 странах мира, в России работают около 200 приборов, объем реализации достиг 600 млн рублей.
На базе специализированного источника синхротронного излучения ФГУП Российский научный центр «Курчатовский институт» создал исследовательский Центр синхротронного излучения и нанотехнологий.
Выполнен значительный объем научных разработок и создано опытно-промышленное производство отечественного высокотехнологичного продукта — металлокерамических пластичных нанопористых материалов на базе Ассоциации «Аспект». Продукт запатентован и признан в США и в других высокоразвитых странах, на него получена торговая марка Trumem(tm) с всемирной регистрацией. Эта разработка широко используется в мембранных аппаратах для очистки радиоактивных отходов атомных электростанций и промышленных комбинатов в России и за рубежом.
ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» разработаны светодиоды, внедрение которых в энергетике позволит в перспективе существенно сократить расход электроэнергии.
Научно-исследовательским институтом биомедицинской химии РАМН на основе нанотехнологий разработан уникальный препарат «Фосфоглив», восстанавливающий функции печени при заболеваниях различной этиологии, в том числе вирусных гепатитах А, В и С.
В России сегодня на основе формирующейся государственной научно-технической и инновационной политики создаются благоприятные условия для привлечения средств инвесторов к развитию нанотехнологий и наноматериалов. Успешное решение этой задачи должно придать импульс развитию российского наукоемкого бизнеса на мировом рынке высоких технологий.
Автор: Сергей МАЗУРЕНКО, руководитель Федерального агентства по науке и инновациям
