Интервью: нанотехнологии спасут российскую науку?
От редакции сайта: вчера на радиостанции "Маяк" было проведено достаточно интересное интервью с руководителем Федерального агентства по науке и инновациям Сергеем Мазуренко о нанотехнологиях и их развитии в России. К сожалению, интервьюер не остановился подробно на практических аспектах применения нанотехнологий в мировой промышленности, зато Сергей подробно описывает состояние нанотехнологий в России. Ниже мы приводим текст радиопередачи полностью.
Сегодня у нас, я бы сказала, научно-фантастическая программа. Естественно, мы будем говорить про науку. Но я думаю, что для большинства наших радиослушателей это будет звучать как фантастика. Хотя какие-то вещи, о которых пойдет речь, уже существуют в реальности. Говорить мы будем о нанотехнологиях. Что это такое, расскажет наш гость - руководитель Федерального агентства по науке и инновациям Сергей Мазуренко.
- Сергей Николаевич, что такое нанотехнологии?
МАЗУРЕНКО: Если мы возьмем волос человека, то средний диаметр волоса человека 30 микрон. Нанотехнологии и наноструктуры - это те объекты, один из размеров которых составляет меньше 100 нанометров, то есть это структура, размеры которой в тысячу раз меньше, чем средний диаметр волоса человека.
- Очень часто, когда говорят о нанотехнологиях, обсуждают проблему нанороботов. Говорят, что технологии будут нанороботами производиться, весь технологический процесс будет производиться нанороботами. Нанороботы будут просто разбирать Вселенную, разбирать на атомы, и потом из этих же атомов складывать. То есть на уровне атомов уже все?
МАЗУРЕНКО: Естественно. Дело в том, что это уже те размеры, которые сравнимы с размерами атомов и молекул. Но я бы не стал все сводить только к нанороботам, потому что есть понятие "наноматериалы", есть понятие "нанотехнологии", есть понятие "наноструктуры". Было понятие "микроэлектромеханика", сейчас его модернизировали, уже "наномеханика". Вот наномеханика связана как раз с нанороботами.
- Где используются эти технологии? У меня такое впечатление, что абсолютно везде.
МАЗУРЕНКО: Я бы хотел начать со следующего. Еще в 1959 году всемирно известный физик Ричард Фейман (многие, наверное, учились по его книгам) прочитал свою знаменитую лекцию в Калифорнийском технологическом институте. Название этой лекции было "Внизу полным-полно места". "Внизу" - это он имел в виду, что на уровне атомов и молекул. И вот в своей лекции Ричард Фейман описал те фантастические перспективы, которые открываются в области нанотехнологий, наноструктур. Он также отметил, что это требует появления и новых исследовательских инструментов, новых рабочих технологических инструментов, которые бы позволили человеку обращаться с атомами. В 59-м году была прочитана лекция. Но до 1980-х годов, хотя наука развивалась, но такого ярко выраженного понятия: нанонаука, нанотехнологии - такого понятия не было.
Но в 80-х годах был открыт тоннельный эффект, на основании которого были созданы так называемые сканирующие зондовые микроскопы. Это тоннельные и атомно-силовые микроскопы, которые позволили ученым уже обращаться с отдельными атомами. Создание этих микроскопов, развитие таких мощных исследовательских инструментов, как синхротронное излучение, нейтронные исследования и ряд других - это разные виды спектроскопии и так далее, - они позволили ученым иметь уже целый арсенал исследовательских технологических инструментов для того, чтобы умело обращаться с атомами и молекулами.
- Для того чтобы заинтересовать наших слушателей, скажу, например, что с помощью нанотехнологий можно будет "ремонтировать" тело человека. И человек будет жить настолько долго, насколько он сможет, то есть до тех пор, пока с ним несчастный случай какой-нибудь не случится. Как говорят некоторые специалисты, вот от несчастных случаев застраховать не можем, а от болезней с помощью нанотехнологий вполне сумеем. Это так?
МАЗУРЕНКО: Тогда надо понять: а что же из себя представляют нанотехнологии, что они позволяют создавать? Нанотехнологии позволяют создавать новые материалы с заданными свойствами. То есть вы сначала определяете, какие свойства вам нужны у этих материалов, а затем с помощью конструирования из отдельных атомов и молекул вы создаете те или иные структуры. В том числе структуры биологического характера и так далее. И при этом надо понимать, что на сегодняшний день мы создаем те структуры и объекты, которые нам нужны, идя сверху вниз. Мы берем более объемный объект и путем его обработки создаем необходимой для нас конфигурации объект и стараемся создать его свойства. Здесь же все идет наоборот: мы создаем снизу вверх. Мы задаем свойства, которые нам нужны, мы моделируем те условия, в которых необходимо создавать ту или иную структуру, и с помощью самосборки или атомной сборки мы, собирая отдельные молекулы, отдельные атомы, формируем ту структуру, которая нам нужна. В науках о жизни, вероятно, возможно, что нанобиотехнология позволит решать и те проблемы, о которых вы говорите, потому что, действительно, уже сейчас понятно, что в области медицины, в области практического здравоохранения, в области создания современных лекарств нанотехнологии могут внести революционные изменения.
- Сейчас все это на уровне исследований, на уровне гипотез, на уровне математических моделей? Или какие-то нанотехнологии уже существуют?
МАЗУРЕНКО: Уже и сейчас существуют. И я могу сказать о том, что в мире сотни компаний работают в этой области. Если бы это было инновационно непривлекательной областью, то компании бы не вкладывали свои средства в развитие научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в данном направлении. Действительно, здесь, может быть, еще мы не можем создать суперкомпьютер на основе наноэлектроники, но создавать современные ультрадисперсные материалы, создавать сенсоры, создавать нанодатчики в настоящее время уже наука и промышленность может.
- Что российская наука делает в этой области, в этом направлении? Вы в прошлый раз говорили, что мы не отстаем, шагаем в ногу со всем миром в этом направлении.
МАЗУРЕНКО: Да, на сегодняшний день можно сказать, что в ряде областей наши ученые находятся на очень хорошем мировом уровне.
- Расскажите, чтобы народ гордился своими учеными.
МАЗУРЕНКО: Я могу привести конкретный пример. Сейчас, вы знаете, проходит в Японии Всемирная выставка "ЭКСПО-2005". Одним из центральных экспонатов российского павильона является нанооборудование и нанотехнологии. Это разработки нашей отечественной фирмы НТ-МДТ, которая в свое время уже имела хорошие наработки в этой области, достигнутые результаты позволили ей выиграть важнейший инновационный проект государственного значения, который проводило тогда Министерство промышленности и науки, и создать целый спектр интересных зондовых микроскопов, которые являются именно тем инструментом, который позволяет ученым сейчас во многом развивать работу в области нанотехнологий. Так вот на этом стенде представлен спектр разработок фирмы НТ-МДТ, которые сейчас успешно продаются как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Те же фирмы Японии, Соединенных Штатов Америки, Европы покупают эти приборы. Это говорит о том, что уровень разработок соответствует лучшему мировому.
Кроме того, на этой же выставке представлены некоторые результаты. Сегодня весь мир отмечает эпоху Возрождения. И одним из символов эпохи Возрождения является портрет Моны Лизы. Так вот, портрет Моны Лизы исполнен с помощью вот этих микроскопов российскими учеными на кремниевой пластине с нанометровыми размерами. И это достижение представлено на выставке. Для того чтобы простому человеку было понятно, что же представляет собой это изображение, я могу сказать, что если вот этими методами создать портрет каждого жителя Москвы и написать его автобиографию, то этот массив информации на всех жителей Москвы займет всего 3 на 3 миллиметра. Вы видите, какое наполнение информацией можно сделать с помощью нанотехнологий.
Кстати, сейчас на МКС работает международный экипаж. И итальянский космонавт взял с собой портрет Моны Лизы. А наш космонавт С. Крикалев взял вот это наноизображение Моны Лизы, для того чтобы показать возможности нанотехнологий.
Кроме того, в области наноматериалов также есть определенные интересные достижения. Если мы возьмем один из объектов нанотехнологии - нанотрубку, которая создана из углерода, то эта нанотрубка на порядок прочнее стали и в то же время в шесть раз легче. То есть у нас появляется возможность создания новых материалов, с помощью которых можно сделать суперсовременные космические летательные аппараты, а также многие изделия в машиностроении, в нашей повседневной жизни которые мы используем.
- Сергей Николаевич, но опять же вы говорите в будущем времени. Как я понимаю, это научное оборудование, это для научных исследований. Правильно?
МАЗУРЕНКО: Оно уже не только научное, но это оборудование уже используется и как технологический инструмент.
- Для создания чего?
МАЗУРЕНКО: Я привел такой простой пример - это создание изображений. Если мы пойдем дальше и посмотрим уже не на портрет Моны Лизы, а на то, какие возможности мы можем получить с помощью нанотехнологий при развитии наноэлектроники...
- Интересно, когда же эти возможности будут реализовываться? Портрет Моны Лизы - замечательно. Но когда же это все пойдет в промышленное производство? Или пока это все на стадии научных разработок, на стадии того, что "мы гордимся, мы этого достигли, мы это сумели"? Хочется узнать, когда же это все в жизни появится.
МАЗУРЕНКО: Я тогда скажу о том алгоритме, который, вероятно, будет использоваться при внедрении нанотехнологий и наноматериалов. Проще всего, конечно, и быстрее всего внедрять наноматериалы. И, например, одно из направлений - фармакология. В фармакологии и за рубежом, и у нас есть разработки, которые связаны в том числе и с нанотехнологиями. Например, есть такой препарат, как бета-каротин. Когда вы кушаете морковку - благодаря бета-каротину она желтая, это витамин А, - у вас усваиваемость витамина и каротина всего где-то 3-4 процента. Потому что это жирорастворимая фракция. А наши ученые смогли сделать водорастворимую фракцию. И в результате, когда вы пьете чай, вы капаете несколько капель бета-каротина и получаете всю необходимую норму бета-каротина с помощью водорастворимого препарата, который на 100 процентов усваивается организмом. Вот это один из примеров.
В настоящее время ведутся работы по созданию новых материалов - синтетических кристаллов. Там также используются работы, связанные с развитием нанонауки и нанотехнологий. И сейчас ведутся широко работы по созданию новых композиционных материалов, композитных материалов. Это те материалы, которые состоят из нескольких элементов, но суммарно их свойства отличаются от тех свойств, которые были у этих элементов по отдельности. В частности, вот сейчас мы реализуем важнейший инновационный проект государственного значения - это создание новых полимерных материалов с нанонаполнителями, которые позволяют получать новые свойства этих материалов и, кроме того, в два раза удлиняют срок службы этих материалов. Это уже реалии сегодняшнего дня, это делается нашими учеными и специалистами.
- И делается это все для российского рынка, для российских производителей? Потому что, когда вы говорили про выставку и про то, что там представлено, это в основном для зарубежных партнеров?
МАЗУРЕНКО: Почему? Это в том числе для российских. У нас это же оборудование в первую очередь покупают российские организации. Эти материалы, о которых я говорил, создаются как для российского рынка, так и для внешнего рынка. Это очень хорошо, если мы сможем их продавать на внешнем рынке, это укрепляет нашу экономику, наши позиции.
- А насколько они доступны нашим потребителям, эти новые материалы?
МАЗУРЕНКО: Я думаю, что эти материалы по цене вполне сопоставимы с теми материалами, которые сегодня реализуются в промышленности.
- То есть это доступные технологии.
МАЗУРЕНКО: Дело в том, что задача нанотехнологии - не только создавать материалы, которые бы обладали новыми свойствами, но и делать так, чтобы эти процессы создания были очень рентабельными.
- Как используются нанотехнологии в медицине?
МАЗУРЕНКО: В медицине нанотехнологии могут открыть вообще новые перспективы - начиная от тех роботов, о которых вы говорили в начале, нанороботов, которые могут ползать по сосудам и срезать холестериновые бляшки, кончая тем, что в корне изменится, может быть, терапия лечения. Потому что в настоящее время вы пьете таблетку и она интегрально действует на организм, а с помощью нанолекарств вы можете доставлять необходимое лекарство в те клетки, которые больны и которые вам надо вылечить. В частности, исследования показали, что так можно очень успешно лечить онкологические заболевания, потому что наночастицы соответствующие проникают селективно в раковые клетки и разрушают их. Но это, конечно, еще требует дальнейших исследований и клинических испытаний...
Могу сказать, что нанотехнологии уже активно используются в стоматологии, в частности, самые современные пломбирующие материалы, которые широко используются за рубежом, они на основе наноматериалов.
- Будут ли новые телевизоры с объемным изображением?
МАЗУРЕНКО: Да, одно из перспективнейших направлений нанотехнологий - это создание современных систем изображения, современных дисплеев. Уже есть лабораторные образцы, экспериментальные образцы телевизоров, точнее, не телевизоров, а систем отображения информации.
- Кто финансирует российские разработки в области нанотехнологий?
МАЗУРЕНКО: Как правило, это достаточно высокорисковые исследования, и поэтому на первых этапах (так было, когда начинались работы за рубежом, в развитых странах), несмотря на все рыночные отношения, финансирует всегда государство. Сейчас они продвинулись, и много компаний заинтересовано в этих исследованиях и получаемых результатах, поэтому за рубежом сейчас смешанное финансирование. У нас, к сожалению, вот таких компаний, которые бы специализировались в этой области, не так много, и поэтому основную нагрузку сейчас на себя взяло государство.
Источник:
1. Радио "МАЯК": Нанотехнологии спасут российскую науку?
|
