Черданцева Ирина Васильевна, заместитель начальника Департамента экономики Администрации Томской области
| Вид материала | Документы |
- Распоряжением Губернатора Томской области от 15. 05. 2009 №138-р Об утверждении порядка, 696.22kb.
- Распоряжением Губернатора Томской области от 15. 05. 2009 №138-р Об утверждении порядка, 696.39kb.
- Начальник департамента развития предпринимательства и реального сектора экономики Томской, 132.44kb.
- Доклад о результатах и основных направлениях деятельности Департамента финансов Томской, 789.37kb.
- Государственной Думы Томской области №2539 от 27. 10. 2005) и Программы социально-экономического, 655.86kb.
- Федоровская Светлана Евгеньевна, консультант Департамента экономики Администрации Томской, 908.81kb.
- Гаврилина Ирина Александровна заместитель начальника Управления социальной защиты населения, 29.26kb.
- «Результаты деятельности Департамента потребительского рынка Администрации Томской, 585.16kb.
- Заместитель Губернатора Томской области по научно-технической и инновационной политике, 353.16kb.
- Всероссийское совещание «Детская гастроэнтерология – настоящее и будущее», 46.71kb.
Черданцева Ирина Васильевна, заместитель начальника Департамента экономики Администрации Томской области:
Добрый день, рада всех приветствовать. Зовут меня Черданцева Ирина Васильевна. Я являюсь заместителем начальника Департамента экономики Администрации Томской области. Это структурное подразделение, которое сегодня занимается координацией разработки проекта под условным названием «ИНО Томск 2020: Центр образования, исследования, разработок». Я вижу в зале новые лица. На прошлых лекциях я не очень много останавливалась на этом проекте, а сразу же давала слово нашему гостю. Но сегодня я вижу много новых лиц, и появилась информация, которой я могу поделиться в рамках проекта. Я представлю очередной этап разработки проекта. Сразу же хочу сказать, что наши лекции не направлены на профессионалов, наши лекции направлены на жителей и будущих жителей Томской области, которым не безразлична их судьба, которые бы хотели связать свою жизнь с нашим городом. Понимая это, Администрация Томской области еще в 2009 году приступила к разработке нового проекта.
Вы знаете, что по концентрации вузов, студентов, профессорского и преподавательского состава высшей квалификации, Томская область является лидером в России. Есть исторические аспекты, говорящие о том, что с конца 19-го века у нас формируется ряд научных школ, которые позволили нам выйти на разработку этого проекта. Предыдущий слайд говорит, что инновационные предприятия, которые есть у нас в стране, уже являются субъектами не только российской экономики, но и международной. Эти стрелки показывают, куда мы экспортируем товары, а в скобках показан объем. Что же из себя представляет этот проект? На карте Томской области он выглядит как треугольник - это мощный центр создания и коммерциализации инноваций, где будет уникальная среда для взаимодействия институтов инновационной направленности. В перспективе мы должны выйти на достижение инновационного прорыва по семи приоритетным направлениям не только в России, но и в мире. Есть опорная точка – научно-образовательный парк, который включает наши вузы, всю инфраструктуру вокруг вузов, технико-внедренческую зону (южная и северная площадки). Вы видите, на карте показаны строящиеся объекты, дорожные сети, инженерные коммуникации, которые мы в перспективе будем разрабатывать. Идет развитие северных и южных площадок. На сегодняшний день уже существует 53 резидента, из них 7 резидентов с иностранным участием. 6 млрд. инвестиций уже вложено в этот проект, из них 4 млрд. относится к частным инвестициям, существует свыше 500 рабочих мест. В следующем году большинство резидентов собирается строить и возводить вблизи технико-внедренческой зоны производства. Для развития жилищных площадок нового поколения выбрана Солнечная долина. Специальный 9-ый микрорайон Солнечной долины взят как базовый, там будет развиваться инфраструктура инноваторов нового поколения. Мы используем те материалы, которые у нас есть. Планируется строительство современного детского сада, торгового комплекса, бассейна, то есть всей инфраструктуры, которая соответствует современному городу.
Внедренческие новоявления должны найти отражение в производстве. Будут промышленные зоны, на которых можно будет в перспективе обеспечить строительство заводов и производств.
Так выглядят спортивные сооружения в соответствии со строительным планом. Сегодня молодежь определяет будущее. Молодежи необходимо где-то отдохнуть, мы это прекрасно понимаем. Сегодня необходимо, чтобы инноватор смог правильно творчески помыслить.
В рамках проекта технико-внедренческой зоны в мае был подписан нормативно-правовой документ Правительства РФ, позволяющий открыть в Томской области международный аэропорт. Но для этого нам надо будет еще очень много работать. И такие работы ведутся.
Сегодня лекция будет посвящена нанотехнологиям. Это направление, с которым вы можете связать жизнь и в котором вы можете стать действительно великим ученым.
Сегодня в гостях у нас Хасанов Олег Леонидович, доктор технических наук, профессор, директор наноцентра ТПУ.
Хасанов Олег Леонидович, доктор технических наук, профессор Томского Политехнического Университета, директор наноцентра ТПУ:
Здравствуйте. Я бы хотел вам сегодня рассказать о достаточно популярном сейчас направлении: наноматериалах и нанотехнологиях. Это является одним из приоритетных направлений развития в экономиках ведущих стран.
Мне хотелось бы вас познакомить с предысторией, современным состоянием и развитием наноиндустрии у нас в стране и мире.
Несколько слов о наноцентре ТПУ, который я представляю. Мы являемся участниками национальной нанотехнологической сети. Этот центр был создан в 2007 году на базе центра перспективных технологий «Спектр», который имеет 30-летнюю историю исследования дисперсных наноструктрурных материалов. Мы были участниками двух больших федеральных проектов: «Национальный проект образования» и Национальная федеральная программа «Развитие наноиндустрии РФ». Это позволило нам включиться в национальную нанотехнологическую сеть, которая сейчас создана в России. ТПУ является членом национальной ассоциации наноиндустрии, и наши сотрудники являются членами нанотехнологического общества России. Мы интегрированы в систему, которая сейчас существует в нашей стране. В этом году наноцентр ТПУ по итогам Всероссийского конкурса вошел в 100 лучших научно-исследовательских организаций России.
И теперь я бы хотел познакомить вас с предметом нашей сегодняшней лекции: что такое наноматериалы и почему они являются уникальными. Ряд этих параметров мы сейчас и обсудим.
Как известно, нано - это размерность десять в минус девятой степени. Если говорить о нанометрах, то это десять в минус девятой степени метра. Этот масштаб находится в промежутке от микроскопических веществ и материалов - вирусов, которые имеют размер десять в минус восьмой степени нанометра, и дальше размер в один нанометр - это диаметр спирали ДНК. Затем, меньшие размеры имеют молекулы, атомы, в частности атом водорода имеет порядок десять в минус десятой степени метра. В таком диапазоне размеров, между десять в минус восьмой степени и десять в минус девятой степени, считаются материалы, которые относятся к наноструктурным материалам. Сейчас мы увидим, что не только такие частицы являются наноматериалами. Эти частицы не увидеть ни оптическим взглядом, ни оптическим микроскопом, ни вооруженным глазом. Такой диапазон размеров доступен только для наблюдения электронными микроскопами, у которых есть разрешение порядка десять в минус девятой степени метра.
Если говорить о предыстории, то наноматериалы известны человечеству давно. Они нас окружают: все, что состоит из частиц от десяти в минус седьмой степени до десяти в минус девятой степени - это все наноструктурные материалы. Все это было известно давно, в частности коллоидное золото, которое по определенным технологиям приготавливалось еще со средних веков. Им покрывались витражи средневековых церквей, и, как выяснилось при современных исследованиях, они являются не просто украшениями, а под воздействием солнечного света они работают еще и как очистители воздуха. Поскольку причиной является то, что краска, покрывающая росписи, организуется наночастицами, чей размер составляет несколько нанометров, это приводит к тому, что свет как электромагнитное излучение вступает во взаимодействие с магнитным полем этих мельчайших наночастиц. В результате согласуются колебания внешнего магнитного поля и полей этих наночастиц, что может приводить к разрушению молекул некоторых соединений, находящихся вблизи таких наночастиц. Может быть не осознанно, но интуитивно эти наноструктурные материалы уже применялись для очищения некие поверхности. В 20 веке шведский ученый Сведберг создал метод разделения коллоидных частиц из растворов с помощью ультрацентрифуги. Чтобы выделить эти мельчайшие частицы, методом ультрацентрифугования удалось разделить полидисперсные взвеси и выделить из них коллоидные частицы. За это в 1926 году Сведбергу была присуждена Нобелевская премия. В 1931 году немецкий ученый Эрнест Август Русска построил первый просвечивающий электронный микроскоп, который имел разрешение для наблюдения клеточных структур, имеющих размеры порядка нанометра. И только в 1986 году это изобретение было удостоено Нобелевской премии по физике за разработку принципов электронной микроскопии.
И особо стоит отметить, что в 50-е годы в СССР разрабатывались технологии, которые сейчас принято называть нанотехнологиями. Для разделения газообразных молекул гексафторида урана, имеющего разные изотопы урана, необходимы были фильтры. Разрабатывались фильтры с такими порами, чтобы они отделяли молекулы гексафторида урана-235, имеющие меньший диаметр, чем гексафторид урана-238. Таким образом, разделялись изотопы. Это требовалось для создания атомной бомбы. Естественно, эти работы были засекречены. В 50-е годы за разработку таких нанофильтров была присуждена Ленинская премия руководителю завода на Урале, где была эта технология применена. Мы можем говорить, что разработки по применению нанотехнологий были приоритетными во всем мире. Считается, что приоритетом являются идеи американского физика Ричарда Фейнмана, который в 1959 году выступил с лекцией «Внизу полным-полно места»: структуры, имеющие меньший размер, чем известные на то время структуры микроскопических масштабов, обладают новыми физическими свойствами и новыми перспективам применений.
В мировой литературе именно 50-е годы считаются точкой отсчета и осознанным началом исследований наноструктурных материалов. Термин «нанотехнологии» появился в 1974 году. Его ввел японский ученный Норио Танигучи, который определил нанотехнологии как обработку, разделение и деформирование материалов с помолекулярной и поатомной точностью. Идея была в том, чтобы конструировать материалы таким образом, чтобы создавать и менять структуры, меняя расположение атомов в объеме или на поверхности. Дальнейшее развитие связывается с изобретением и применением сканирующего тоннельного микроскопа в швейцарском отделении фирмы IBM в 1981 году, на основе которого были разработаны и атомно-силовые микроскопы.
В 1980 году большой резонанс вызвала работа американца Эрика Дрекслера «Машины созидания: предыдущая эра нанотехнологии», где на основе биологических моделей он ввел представление о молекулярных робототехнических машинах. Сейчас эти представления вызывают некие опасения, потому что существуют у наноматериалов и нанотехнологий определенные риски, которые могут привести к социальным конфликтам или изменениям биологических структур. Исследователи активно и очень внимательно работают для понимания этих рисков и их предотвращения. В 80-е годы развивались методы исследований, топографии поверхностей и исследования состояний наноструктур, которые привели к открытиям новых классов материалов. В 1985 году были открыты фуллерены. Это новые модификации углерода, являющиеся морфологически сферообразными наночастицами из атомов углерода, порядка 60-70 атомов, составленных в пяти- или шестиугольные конфигурации. Таких структур раньше не было известно, потому что они не наблюдались никакими методами анализа. После изобретения сканирующего атомно-силового микроскопа, который был способен работать с непроводящими поверхностями, появились возможности исследования и других материалов. И в 1991 году были открыты нанотрубки японским исследователем Инжима. Это углеродные структуры, они могут быть и не только углеродными, свернутые в многостенные или одностенные трубки. И, наконец, в 2000 году понимание того, что наномасштабы приводят к новым эффектам в электронике, позволило присудить Нобелевскую премию нашему советскому ученому Жоресу Алферову из Петербурга за разработки гетероструктур в электронике. Разработки эти велись еще с 60-70-х годов. Сейчас они называются наногетеростркутурами и являются основой для создания светодиодов и различных других активных элементов электроники, которые реализуются на элементной базе, имеющей нанометровый размер. Одно из последних известий октября этого года, что Нобелевская премия за открытие графена присуждена Андре Гейму и Константину Новоселову из университета Манчестера, Великобритании, которые являются выпускниками МФТИ. Они работают в Великобритании с начала 2000-х годов. Графен – это развернутая в один слой нанотрубка. Это однослойная поверхность из атомов углерода, имеющая конфигурацию шестиугольников. Теоретически она была предсказана достаточно давно, но практически была реализована только в начале 2000-х годов. В 2004 году они получили первые экспериментальные образцы, стали их исследовать, и через 6 лет им была присуждена Нобелевская премия.
Что такое наноматериалы? Мы с вами уже упомянули, что это материалы, имеющие размерность порядка десять в минус девятой степени нанометра. Но не только размерность является их характеристикой. Главной отличительной особенностью от обычных материалов является то, что количество атомов или молекул на поверхности структурных элементов совпадает с количеством атомов или молекул в объеме. Здесь вы видите зависимость количества атомов на поверхности и в объеме. Если мы переходим к частицам с размерностью менее десяти нанометров, мы видим резкое увеличение количества атомов на поверхности. И для таких материалов все свойства начинают определяться поверхностью. Обычные материалы свои свойства формируют объемом. Прочность, электропроводность, магнитные свойства - это все задается состоянием объемных атомов. Но как только мы переходим к наноматериалам, рост количества поверхностных атомов приводит к кардинальному изменению свойств - меняется проводимость. Проводник может стать диэлектриком и, наоборот, диэлектрик может стать проводником или полупроводником. Механические свойства кардинально меняются.
Графен сейчас рассматривается как один из самых прочных материалов. Доказано экспериментально, что нанотрубки - один это самых прочных материалов. Их удельная прочность на растяжение и на разрыв гораздо выше, чем у стальных канатов. Если научиться создавать макроскопические канаты из нанотрубок, они будут в сотни раз прочнее, чем известные сейчас материалы, потому что поверхностные состояния приводят к кардинальному изменению физико-механических свойств. Когда это стало понятно, в мире начали проводиться интенсивные исследования. Если в 50-60-х годах это были фрагментарные исследования, которые были интересны определенному кругу исследователей, то уже с 80-90-х годов в Японии такие исследования стали проводиться целенаправленно. Благодаря им выяснилось, что для понимания свойств наноматериалов не достаточно только физики или химии. Нужен междисциплинарный подход, так как законы, которые нужны для описания свойств наноматериалов, работают по большей части на квантовом уровне, а это уже квантовая физика и химия, где требуется понимание специальных эффектов. Эта междисциплинарность является фундаментальным принципом исследования наноматериалов или нанонауки. Существует термин «нанонаука». На первый взгляд он достаточно противоречив, но он прижился в обиходе во всей мировой терминологии. Нанонаука - это только определение того, что изучает наноструктурные материалы. Она должна учитывать законы физики, химии, биологии, а сейчас понятно, что и информатики. Сейчас в МГУ и в МФТИ развивается новое направление NIBC-технологии, которая расшифровывается как нано-информационно-био-когнитивные технологии. Нано встраивается в общее понимание мироздания как один из фрагментов информационных когнитивных технологий, что требуется для понимания строения вещества и материи в целом. Мы должны приближаться к интеграции подходов познания, почему такие технологии называются NIBC-технологии – это когнитивные технологии, технологии познания. Чтобы корректно изучать и понимать свойства наноматериалов, надо применять междисциплинарный подход, сочетающий в себе специальные подходы физики, химии, биологии, информатики, чтобы классифицировать огромный мир наноматериалов. Их принято разделять на подгруппы, в которых различаются нульмерные наноматериалы - это наночастицы, нанопорошки, нанокластеры, отдельные фрагменты которых составляют размеры десять в минус девятой степени нанометра. Если диапазоны размера частиц лежат в пределах от 1 до 100 нанометров, их принято считать наночастицами. Из этих наночастиц возможно сформировать нановолокна – это одномерные, квазиодномерные структуры, которые имеют перспективы своего применения. Существуют двумерные материалы: нанопленки, нанопокрытия, многослойные гетероструктуры. Их толщина - один нанометр, но у них имеется конечная площадь поверхности, которая может измеряться квадратными миллиметрами, сантиметрами, но толщина имеет размер нанометров. Трехмерные материалы - объемные наноструктурные материалы: нанокомпозиты, нанопористые материалы. Это материалы, имеющие конкретные визуально-осязаемые размеры. Их структурные элементы, зерна, поры должны иметь размеры в нанометрах, тогда свойства объемных наноматериалов существенно отличаются от свойств обычных наноматериалов. Существуют наноструктурные жидкости, коллоиды, полимеры композиты - все это подразделяется в зависимости от того, какие наноструктурные добавки являются в привычных взвесях, коллоидах, суспензиях. Они являются наноструктурными жидкостями.
Актуальным направлением исследований являются биологически совместимые материалы. К биологически активным наноматериалам относятся имплантаты из наноструктурных материалов, как сплавов, так и биосовместимых покрытий.
О фуллеренах и нанотрубках мы сказали. Это перспективные материалы для электроники. Нанотрубки сейчас применяются в качестве элементов LCD панелей, для телевизионных экранов. Там применяются свойства электропроводности, ее изменения при подаче сигналов на эти нанотрубки, из которых состоят такие экраны. Здесь я бы хотел привести одну из иллюстраций: дерево наноматериалов, которое размещено на сайте nanonews.net. Существует определенная классификация применимости наноматериалов в керамике, оптике, биологических и лакокрасочных применениях, в различных катализаторах и при защите от коррозии. Это все в стадии разработок и возможных применений. Я уже говорил, что в некоторых странах разрешены к применению лекарства, содержащие наночастицы, потому что эти лекарства имеют такие свойства, как целевая доставка до нужного органа за счет своих магнитных свойств и возможности управления электрическими магнитными полями. Есть возможность управлять процессом лечения с помощью таких лекарств. В недалеком будущем ожидается, что будут разработаны новые устройства наноэлектроники. Это реальные изделия, изготовленные на основе наноструктур. Эти наноструктуры являются начинкой и главным отличительным элементом многофункциональных электронных устройств по сравнению с теми, что мы знали еще 5-10 лет назад. Существуют многие маркетинговые исследования, в которых оценены наиболее перспективные сегменты применения наноструктурных материалов. В настоящий момент наибольшую применимость имеют наноматериалы химии, машиностроения: смазки, различные красители, катализаторы, различные силикагели и др. Сейчас они вполне корректно относятся к классу наноструктурных материалов. Сегодня 30% существующего рынка, где применяются наноматериалы, составялют медицина, фармацевтика и косметика. Только 20% - это наноэлектроника. Этот сегмент будет существенно расти, и в скором времени мы придем к совсем другой пропорции перераспределения рынка нанопродукции, когда электроника и энергетика существенно вырастут. Это будет солнечная энергетика, различные твердотопливные элементы для генерации водорода и водородной энергетики. В таких устройствах уже сейчас имеются лабораторные разработки, работающие на основе наноматериалов. Автомобильная, аэрокосмическая промышленность - потенциальные направления для роста применимости наноструктурных материалов. Текстильная промышленность, сельское хозяйство занимают пока небольшую долю этого рынка, но перспективы покажут, насколько их доля может возрасти по сравнению с другими направлениями. Начиная с 2004 года, каждые 10 лет кратно будет увеличиваться рынок нанокерамики, нанокомпозитов, покрытий из нанопорошков. Конструкционные, функциональные применения все более востребованы в различных отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная промышленности из-за того, что начинают появляться новые свойства. Нанокерамика - это специализация, на которой базируются разработки нашего наноцентра. Наверное, не найти области применения, где она бы не была бы востребована. Везде требуется наноструктурная керамика с новыми свойствами. Это наноэлектроника, пьезакерамика, сегментокерамика, диэлектрическая и сверхпроводящая керамика. О медицине мы сказали: это биоимплантанты из керамических гидроксиапатитовых материалов. Это перспективное направление для восстановления и репродукции пораженных органов человека и животных. В строительстве материалы с теплоизоляционными и другими прочностными свойствами очень востребованы для развития таких технологий. Можно отдельно остановиться на рынке изделий из прозрачной керамики. Стоимость медицинских томографов очень высока, потому что детекторами таких томографов являются монокристаллы, а для того, что бы получить объемную трехмерную картинку таких детекторов в одном томографе требуется 200-300. Поскольку этих детекторов очень много в одном томографе, то его стоимость определяется стоимостью монокристаллов, которые преобразуют рентгеновское или другое электро-магнитное излучение в оптическое излучение, люминесцентные сигналы, регистрируемые томографом. Стоимость таких монокристаллов достаточно высока. Они выращиваются по дорогим технологиям. Одна из перспектив снижения стоимости таких томографов - замена монокристаллов на керамические. Если мы научимся создавать наноструктурную керамику с такой же прозрачностью, как монокристаллы, то она будет более дешёвой и стоимость медицинских томографов можно в разы сократить. Сейчас в Церне, Швейцарии и Франции построен адронный супер коллайдер. Там применяются такие детекторы, но только на другие источники излучений. Если мировому сообществу удастся разработать технологии изготовления прозрачной керамики в замену монокристаллов, то и стоимость всех установок существенно снизится. Твердотельные лазеры - это тоже очень перспективное и важное направление разработок. Сейчас активные тела твердотельных лазеров изготавливаются из монокристаллов. Барьером для повышения мощности таких лазеров являются габариты твердых тел накачки: не удается вырастить монокристаллы больших объемов, стало быть, не удается создать тело накачки с генерацией мощности более одного киловатта. Японцы уже научились делать оптически прозрачную керамику из материалов, с габаритами около метра. Такая керамика позволяет генерировать лазерное излучение в сотню киловатт. Она достаточна для того, чтобы осуществлять резку, сварку, плавку металлов. Это очень перспективные технологии для разных применений. Детекторы применяются сейчас в системах досмотра, промышленные томографы - в службах контроля аэропортов, таможней. Замена на более дешевую нанокерамику приводит к снижению стоимости всех установок. Сейчас рынок этих установок практически необъятен: все аэропорты, вокзалы, кинотеатры оборудованы такими сканерами. Это то, что на сегодняшний момент имеется из наноструктурной керамики. В соседнем городе Новосибирске существует одно из крупнейших производств в России - это Новосибирский электро-вакуумный завод, который традиционно изготавливает изделия из технической керамики: изоляторы для вакуумных камер, изоляторы для электронно-оптических преобразователей, приборов ночного видения из керамики, керамические подложки для электроники, керамические пластины для бронежилетов и бронетехники, изоляторы для корпусов силовых полупроводниковых приборов, керамика для СВЧ-изделий. Сейчас это все делается из микроструктурной керамики, то есть из традиционных порошков по традиционным технологиям . Для повышения качества необходимо перейти к наноструктурной керамике. Наши разработки показали, что мы можем перейти к новому поколению изделий из наноструктурной керамики. Для этого мы в течение ряда лет сотрудничаем с «Невсоюзом». Он является нашим стратегическим промышленным партнером. Мы являемся участниками некоммерческого партнерства «Сибирская Керамика». Был заключен лицензионный договор на передачу прав на использование нашего патента по изготовлению нанокерамики на предприятии «Невсоюза». В августе 2010 года наш совместный комплексный проект создания промышленного производства изделий из функциональной конструкционной нанокерамики для высокотехнологичных отраслей победил в конкурсе проектов Минобрнауки, проведенном по постановлению Правительства РФ №218 от 9 апреля 2010 год. Объем этого проекта достаточно высокий, в Томске всего 6 победителей: 2 в ТПУ, 2 в ТГУ и 2 в ТУСУРЕ. Один из победителей наш. Длительность его рассчитана на 3 года, до 2012 года. Объем составляет 314 млн. рублей. Из них половина из федерального бюджета и половина из средств Акционерного Общества «Невсоюз». За счет этих ресурсов мы должны создать новое производство изделий из нанокерамики, которые будут обладать новыми свойствами. У них будут наноструктурные зерна вместо обычных крупнокристаллических. Мы разработали метод регулирования сил трения и обеспечения равномерного распределения плотности сухих нанопорошков, за счет того, что применили ультразвуковое воздействие в процессе прессования. Эти методы уже признаны в мире как одни из приоритетных, мы их запатентовали в России, США, получили Евразийский патент в Южной Корее и Европатент. Патент России передан для коммерциализации этих разработок. У нас имеются прототипы изделий из прозрачной керамики, которые в некоторой степени приближаются к изделиям из той керамики, о которой я уже сказал. Наша керамика имеет прозрачность 50%, это не плохой результат. У японской керамики прозрачность сейчас 85%. Нам нужно еще работать, чтобы достичь свойств, необходимых для генерации лазерного излучения. Другими примерами применения наших разработок могут послужить различные компоненты для автомобильной промышленности. Турбинки бензонасосов разрабатывали по заказу одного из предприятий. Фактически, это запчасти для импортных автомобилей. Мы разрабатывали корпуса сверхвысокочастотных смесителей для средств сотовой связи по заказу фирмы из Южной Кореи. Для этого надо было из определенной электрокерамики создать параллелепипеды, имеющие размеры с отклонениями не больше 5-ти микрон во всех плоскостях по ширине, длине и высоте изделий, и диаметром отверстий 0,6 миллиметров. Это сверхвысокочастотный резонатор, поэтому и предъявляются высокие требования к габаритам такого изделия. Изделия из керамики, изготовленные из нанопорошков - это фильеры, доны, калибры для кабельной промышленности, кольцевые уплотнения для автомобильной промышленности и др. Для того, чтобы реализовать такие технологии, в наноцентре Томского Политехнического Университета создана технологическая линия, которая включает в себя необходимое оборудование для тестирования нанопорошков. Чтобы дым, из которого состоят наночастицы, скомпактировать и придать нужные формы, нужно применить специальные подходы, которые в такие формы не формируются. Они формируются как угодно, только не так, как нам это нужно. Чтобы этого достичь, нам нужно применить специальные пресс-формы, которые мы и разработали. Такие пресс-формы с ультразвуком обеспечивают упаковку частиц и сохранение наноструктуры в конечном материале. Чтобы потом из этой опресовки получить наноматериал, нужно, чтобы в спеченном материале, в спеченной керамике, зерна не выросли. Для этого и существуют специальные методы спекания изделий. Для всего этого у нас существует необходимое оборудование: это различные анализаторы размеров частиц, специальные печи для спекания наноструктур, сохранения наноструктур с высокой скоростью, спарпазмасиндеринг, затем атомно-силовые, зондовые микроскопии, так называемая зондовая нанолаборатория, просвечивающая электронная микроскопия и сканирующая электронная микроскопия с разрешением в 1 нанометр - это реальные достигнутые нами разрешения при исследовании наноструктур в наших лабораториях. На просвечивающем электронном микроскопе получена чувствительность порядка 6 ангстрем - это 0,6 нанометров. Межплоскостные расстояния между кристаллографическими плоскостями в монокристалле кремния. Для того, чтобы разрабатывать и понимать создание таких наноструктур, мы применяем специальное программное обеспечение, которое приобрели в рамках федеральных программ. Это позволяет нам серьезно подходить к моделированию компактов, структур и консолидации спекания и получения наноструктур с заданными свойствами.
Здесь представлен примерный список учебной литературы, необходимый для введения в понимание наноматериалов и нанотехнологий. Сейчас необъятные интернет-ресурсы, поэтому вы без труда можете найти в любом поисковике необходимую литературу. Проверенные интернет-ресурсы отделяют реальные наноразработки от рекламных. Это федеральный портал «Нанотехнологии и наноматериалы», интернет-журнал «Нанометр», который поддерживается Московским Государственным Университетом, аналитический портал «Область наноиндустрии», научно-информационный портал по нанотехнологиям, Госкорпорация «Роснанотех», нанотехнологическое общество России. Для тех, кто интересуется, всегда можно погрузиться в эту необъятную сферу. Большое спасибо за внимание. Я готов ответить на ваши вопросы.
Черданцева И.В.
Можно мне на правах ведущей задать несколько вопросов? Вот смотрите нано порошки, нано жидкости, умные нано материалы, биологические и так далее. Сегодня в Томске готовят специалистов в области нанопорошков, наножидкостей, биологических наноматериалов? Кто эти люди и где они будут работать после университета?
Хасанов О.Л.
Кроме того, что я являюсь директором наноцентра, по основному роду своей деятельности я являюсь заведующим кафедры наноматериалов и нанотехнологий Политехнического университета. Потому что наша кафедра так называется, мы обучаем студентов по специализации наноматериалы и нанотехнологии – НМТ. В прошлом году у нас был первый набор, в этом году мы проводим второй набор студентов на первый курс и магистратуру. Сейчас выпускники нашей магистратуры нацелены на проект с Новосибирским электровакуумным заводом, в результате которого должны разработать технологию создания наноматериалов. Сейчас мы уже их учим принципам создания нанокерамики, чтобы они могли прийти на завод и работать там как самые продвинутые и квалифицированные специалисты по изготовлению изделий из нанокерамики. В следующем году у нас будет первый выпуск магистрантов. Мы будем обеспечивать это производство специалистами.
Черданцева И.В.
И второй вопрос. Еще в середине прошлого века появились серьезные разговоры о нанотеории. Вот в 2004 году наши бывшие соотечественники Нобелевские лауреаты получили первый результат. Если мы будем совершать такие шаги, когда Россия сможет войти в такое промышленное производство?
Хасанов О.Л.
Нанотрубки практически применяются в электронике. Период их открытия – от лабораторных исследований до применения в промышленности - порядка 10-ти лет. Я думаю, что графен уже через 5 лет появится в каких-то приложениях, устройствах и будет выпущен на рынок. Динамика перехода трансфертной технологии от разработок к промышленности сокращается. Впереди тот, кто сможет освоить новый результат и применить его в процессе коммерциализации для новой продукции. Это одно из правил конкурентоспособности, поэтому у нас в городе и начинается реализация проекта «ИНО Томск», создается технико-внедренческая зона, чтобы наши разработки имели более короткий срок для внедрения, коммерциализации и трансфера. Только тогда новые результаты будут иметь коммерческую значимость и будут работать на нашу экономику.
Черданцева И.В.
Есть вопросы из зала?
Хасанов О.Л.
Уважаемые участники, есть уникальная возможность задать вопросы.
Черданцева И.В.
У меня есть еще вопросы.
Из зала
Спасибо большое за прекрасную лекцию. Было очень доступно. Насколько безопасна работа с наноматериалами, в том числе с нанопорошками? Есть ли какие-то нормативные документы по безопасности? Насколько я знаю, в 2008 или 2009 году был выпущен один нормативный документ.
Хасанов О.Л.
Я сказал, что опыт нашей работы с наноматериалами 30 лет. Моя дипломная работа, которую я делал уже в далеком 1980 году, была посвящена созданию установки для изготовления нанопорошков. Мы взрывали эти проводники, собирали наночастицы и потом их исследовали методом макропериметрии, потому что это нам было доступно. Мы понимали, что это материалы с новыми свойствами и одна из технологий изготовления нанопорошков плазмохимическим методом. В промышленном объеме она была внедрена на Сибирском химическом комбинате в 80-е годы. Были начаты специальные разработки по токсичности и безопасности. Без регламента, без определенных технических требований и условий запустить промышленное производство таких установок было невозможно. Поэтому СХК в свое время заказало медицинскому университету исследование по токсичности и опасности нанопорошков, изготавливаемых на этих установках. Были получены результаты, что определенные составы нанопорошков безопасны для человека, а в некоторых количествах даже полезны. Но некоторые составы являются опасными, так как металлы очень активные. Оксиды и другие соединения менее активны, они нейтральны. Другое дело в дозировках, принципах и способах их воздействия на человека. Но такие исследования проводились, проводятся и будут развиваться. Есть уже специальная сфера - нанотоксикология. Риски наноматериалов есть, и они изучаются. На эту тему проводятся специальные конференции во всем мире. В Евросоюзе создан ряд регламентов, их уже порядка 5-ти. Там есть специальные евро стандарты, которые задают требования и условия по работе с наноматериалами. В ведомстве Роспотребнадзора тоже разработаны нормативные материалы, регламентирующие работы с наноструктурными порошками и с материалами из них.
Черданцева И.В.
Если позволите, еще один вопрос. Вы сказали, что одним из перспективных направлений является нанокосметика. В зале много женских лиц, и нам не безразлично, что же перспективного получим?
Хасанов О.Л.
Я не большой специалист в косметологии, тем более в нанокосметологии, но принципы, которые позволяют реализовать нанотехнологии, они применимы и в нанокосметике. Речь идет о том, чтобы корректно и очень целенаправленно воздействовать на организм человека с применением неких добавок наноструктурных элементов. Вы, наверное, знаете, что самыми лучшими косметологическими средствами являются природные вещества. А что такое природные вещества? Это те же самые коллоидные взвеси, некие суспензии из наночастиц разных органических составов, к которым мы сейчас приходим искусственным путем. Поэтому мы тут смыкаемся с правилами природы. Если грамотно изучить все эти подходы, мы вполне можем разработать очень эффективные косметологические и медицинские средства.
Черданцева И.В.
Средства, направленные на омоложение?
Хасанов О.Л.
Да, конечно.
Черданцева И.В.
Коллеги, мы будем заканчивать. Если нет больше вопросов, давайте поблагодарим Олега Леонидовича.