На протяжении последних лет активную работу в области исследования нанотехнологий ведут ученые Научно-образовательного центра (НОЦ) химической физики и мезоскопии Удмуртского научного центра УрО РАН, который включает на ассоциативной основе лаборатории академических институтов и кафедры вузов. Их успехи и достижения в этой области были представлены на состоявшейся в конце июня в Ижевском государственном техническом университете Всероссийской конференции с международным интернет-участием "От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий - к наноиндустрии". Эти успехи были бы невозможны без тесных творческих связей ученых университета с ведущими институтами Российской академии наук - Институтом физики металлов УрО РАН, Институтом химии твердого тела УрО РАН, Институтом химической физики РАН.
Ученые Удмуртии активно занимаются разработкой и внедрением наноматериалов и нанотехнологий. Например, им удалось получить нанопродукт, который может быть использован в малых количествах как эффективная улучшающая добавка в строительные материалы. Найден способ получения металлов из их соединений при взаимодействии с полимерными или олигомерными веществами, что знаменует рождение нанометаллургии. Есть успехи в получении эффективных лекарственных средств. Обо всем этом шла речь на Всероссийской конференции "От наноструктур, наноматериалов и нанотехнологий - к наноиндустрии". Конференция вызвала большой интерес у ученых, преподавателей вузов, инженеров и руководителей различных организаций страны. На конференции были представлены доклады и сообщения ученых и производственников из 27 городов России, а также из Белоруссии, Швеции, Испании, Германии, Литвы, Кубы.
"Ученые ИжГТУ занимаются вопросами нанотехнологий уже почти 17 лет, с 1990 года, - рассказывает Владимир Иванович Кодолов. - За эти годы мы получили около 15 различных патентов на наноматериалы, на способы их получения и даже на оборудование. К примеру, мы сумели создать лабораторную стереолистографическую установку, которая позволяет с помощью лазерного луча "создавать" из жидкости любой нужный макет или изделие. Представьте себе, что лазерный луч бежит по поверхности тонкого слоя жидкости, создавая на наших глазах необходимую форму, задуманную конструктором. Следующий этап - быстрое прототипирование. Далее можно с помощью легкоплавких сплавов получить оболочки для литьевых или пресс-форм нужного изделия, а затем изготовить опытную партию в небольших количествах, выпустить это изделие на рынок и посмотреть - будет спрос или нет. Таким образом, данная нанотехнология позволяет снизить себестоимость продукции и сократить срок между конструкторской разработкой и выходом готового изделия в 2-4 раза. Установки такого типа выпускаются за рубежом и успешно используются в различных отраслях, к примеру, в автомобильной и авиационной промышленности, в медицине.
Раньше наночастицы получали из углерода, распыляя углерод в электрической дуге. Во-первых, при этом способе выделялось большое количество тепла, во-вторых, происходило разрушение продукта. Поэтому мы решили перенести этот процесс в так называемые нанореакторы. Суть в следующем. В любом веществе имеются дефектные области. Если помещать в них или в межслойные пространства соответствующие реактивы, то там будут происходить направленные реакции. И молекулы приблизятся друг к другу так, что уже будет возможность соединения между ними. Вначале мы смогли получить солевые матрицы (из солей металла), потом мы перешли на полимерные матрицы. В результате получаем нанопленки с кристаллами металлов. Вот эти нанопленки могут использоваться в приборостроении и в строительстве. При изменении условий можно получить металлические нанопроволоки в углеродной оболочке - "готовый нанокабель" или "наноарматура". Для того, чтобы изменить материал, необходимо внести небольшое количество наночастиц, всего лишь 0,01-0,001%. Это позволит, например, повысить прочность бетона в два раза. Аналогичные вещи можно сделать в полимерных материалах. Сейчас российские строители начали активно использовать эти нанопорошки. Получены также серебряные нанопроволоки, которые могут представлять интерес как хорошие сорбенты и обеззараживающие вещества и могут использоваться в медицине."
Как известно, сегодня важно не только придумать и разработать новые технологии, но и найти применение научным разработкам, внедрить их в производство. К сожалению, в последние годы из-за различных перестроечных процессов, которые происходили в нашем обществе, произошло разрушение связей фундаментальной науки и производства. По мнению профессора Владимира Кодолова, чтобы восстановить эту связь, необходимо создать научно-исследовательскую отраслевую лабораторию и полупромышленное производство, а уже потом перейти к промышленному производству новых изделий и материалов. Благодаря совместным усилиям ученых Центра химической физики и мезоскопии Удмуртского научного центра УрО РАН и руководства Ижевского электромеханического завода "Купол" идет становление подобной научно-исследовательской лаборатории. Этому способствует хорошая материально-техническая база, высокая культура производства и богатый кадровый потенциал предприятия. Кстати, первые успехи такой совместной работы не остались незамеченными. Их высоко оценил первый заместитель Председателя Правительства РФ Сергей Иванов во время своего визита в Ижевск.
Как отметил Владимир Кодолов, успехи ученых Удмуртии в области развития нанотехнологий известны не только в России, но и во многих странах мира: "Можно сказать, что мы прочно вошли в мировую "нанотусовку" и наши достижения используются в различных областях. Трижды мы участвовали в Международном форуме по нанотехнологиям, у нас установились прочные связи с коллегами из Института химии твердого тела (г. Екатеринбург). Благодаря контактам они достигли успехов в области создания ванадийоксидных нанотрубок и наностержней гидротермальным методом, когда в автоклаве при температуре 180 градусов в течение недели выращиваются эти наноструктуры. У нас установились связи с Тамбовским и Нижегородским региональными центрами наноиндустрии. В Тамбове сумели создать современное производство по изготовлению углеродных нанотрубок, а в Нижнем Новгороде - производство нанокерамики. Свои углеродметаллосодержащие наноструктуры мы получаем более дешевым способом. При этом в качестве сырья используется металлургическая пыль и отходы производства пластмасс. За счет этого получается снижение себестоимости продукции".
Итак, создание Удмуртского центра наноиндустрии - это вполне закономерный шаг, который позволит объединить усилия многих ученых республики по созданию условий для формирования научно-производственной кооперации предприятий, институтов, высших учебных заведений в сфере нанотехнологий. Среди учредителей центра - Удмуртский научный центр Уральского отделения УрО РАН, ОАО "Ижевский электромеханический завод - Купол", ОАО Концерн "Наноиндустрия", Инновационный технический центр при правительстве Удмуртской Республики. Основные задачи организации Удмуртского центра наноидустрии - стимулирование работ в области наноматериаловедения и нанотехнологий в организациях и на предприятиях Удмуртской Республики, создание информационной базы данных, содействие внедрению разработок ученых в практику, формирование рынка в различных отраслях хозяйства республики для продвижения нанопродуктов и нанотехнологий.
Среди других пунктов решения конференции - возможность организации конкурса работ в области нанопродуктов, наноматериалов и нанотехнологий, создание межвузовского объединения ИжГТУ-УдГУ по открытию специальностей и направлений подготовки специалистов и магистров в области нанотехнологий, создание электронной базы данных по разработкам в наноматериаловедении и нанотехнологии, организация следующих конференций по этой тематике.
Уже в 2008 году, как продолжение первой конференции по нанотехнологиям, в Ижевске состоится Всероссийская конференция с международным интернет-участием "Перспективы и проблемы создания прогностического аппарата по прогнозированию процессов нанотехнологий".
Подробности о состоявшейся конференции вы можете найти на сайте http://nanoizh2007.org/
МНЕНИЯ ЭКСПЕРТОВ:
Михаил Ананян, генеральный директор ЗАО Концерн "Наноиндустрия"(Москва):
- На самом деле нанотехнологии существуют давно - все, окружающее нас, состоит из атомов и молекул, и мы с вами в том числе. Все это давно известно. А вот что касается того, что ученые сейчас пытаются тянуть одеяло на себя... отчасти "имеет место быть" и такое. На самом же деле это серьезно, потому что нанотехнологии привносят в жизнь совершенно новую экономику. Это другой уровень познания материи. Нанотехнологии открывают "дверь" в совершенно новое использование вещества, новое осознание возможностей самого человека. Поэтому нанотехнологии оказываются вездесущими: если вы создаете какой-то нанопродукт, вы сразу можете его применить в очень многих отраслях промышленности и человеческой деятельности. Так что нанотехнологии - это крайне интересно. Хотя сейчас на этот счет много спекуляций - создаются сомнительные фирмы, в названиях которых пишется "нано", и так далее. Надо просто отделять зерна от плевел. К тому же сегодня представление о нанотехнологиях переходит в стадию политической моды. Важно не заболтать это понятие, наполнить его реальным практическим содержанием, поскольку развитие и внедрение нанотехнологий, создание отечественной наноиндустрии на самом деле представляет многополитическую систему и задачу. К сожалению, мы упустили очень много времени, лет 7-12, в то время как другие страны активно вкладывались и занимались этим. Известный академик Юрий Третьяков (он возглавляет факультет новых материалов в МГУ) говорит, что никакими деньгами, к сожалению, нельзя скачком преодолеть это отставание. А сегодня идет стратегическое отставание России от других "продвинутых" стран в этой области. И сегодня наша задача - консолидировать интеллектуальный потенциал, который есть в России, и все-таки попытаться перепрыгнуть эту пропасть отставания. Только консолидация может исправить стратегическое отставание.
Что касается участия концерна "Наноиндустрия" в работе конференции, то мы давно сотрудничаем с Удмуртской республикой. Еще в 1998-1999 годах, когда только началась конверсия, которая разрушила очень многие связи и технологии, в вашей республике было создано Удмуртское отделение Международного фонда конверсии. И с тех пор мы с Удмуртией шаг за шагом... Сегодня, наконец, мы дошли до того, что у руководства республики созрело решение о необходимости создания Удмуртского регионального центра наноиндустрии. Такие центры появились более чем в 20-ти городах России - Нижнем Новгороде, Саратове, Астрахани, Краснодаре, Обнинске... Они призваны решать несколько важных задач: реализовать программу совместных действий по консолидации специалистов в области нанотехнологий в части создания общего информационного пространства, обмена опытом, выстраивания технологических цепочек, обеспечивающих переход от разработок к производству, от производства - к внедрению продукции на потребительском рынке. В настоящее время самая первая задача, которую мы сформулировали - инвентаризация всего, что делается в области нанотехнологий в конкретных регионах. Потому что сегодня никто в России до конца не знает, что у нас творится в этой области, какие проекты являются реальными и на какой стадии разработки они находятся.
Мы очень рассчитываем, что центр наноиндустрии появится в Ижевске, потому что потенциал здесь собран очень мощный и интересный.
Алексей Ткачев, зав. кафедрой Тамбовского государственного технического университета, директор Тамбовского инновационно-технологического центра машиностроения:
- Нанотехнологии - это будущее развития нашей техники, нашей науки. Сейчас мы находимся в самом начале пути, поэтому это пока воспринимается многими как экзотика и нечто не совсем понятное. Если говорить о нашем центре, то мы разработали, сконструировали, изготовили, запустили первую в Россию установку для производства углеродного наноструктурного материала "таунита". Производительность его до двух тонн в год. Подчеркиваю - в России это первая такая установка. А сейчас мы активно работаем над внедрением и использованием этого материала в различных отраслях промышленности - это электроника, строительные материалы, полимерные композиты, красители, фильтры и так далее.
Борис Якимович, профессор, и. о. ректора ИжГТУ:
