Нано на глиняных ногах (обсуждение)
Страница 1

(См. полемический ответ на эту заметку в открытом письме журнала "Коммерческая биотехнология" под названием "Нано-то нано, а тока мона ли?" от 21.5.07, 09:28 по Московскому времени)

Интернет - журнал "Коммерческая биотехнология" опубликовал материал статьи Марины Аствацатурян (The New Times, №14 от 14 мая 2007), посвященный перспективам развития нанотехнологий в России. Нанометр уже неоднократно пытался это делать от лица различных людей, вовлеченных в выполнение упомянутых в статье Федеральных целевых программ или разработку программ различного уровня и ведомственной принадлежности в области развития нанотехнологий в России (см., например, "Сквозь розовые очки нано", "Интервью с академиком А.Ю.Цивадзе", "Мысли вслух", "Интервью академика Ю.Д.Третьякова", "Какая нанотехнологическая программа нужна России", "Проблема развития нанотехнологий в России и зарубежом", "Наноматериалы для мегаоткрытий"). Мнения были разные, однако ни один из авторов рассуждений не был на 100% оптимистичен. По всей видимости, и махровый пессимизм пока тоже не может являться правильным настроением.

С наноматериалами и нанотехнологиями связано минимум два прямо противоположных по своей сути мифа:

Миф 1. "Нанотехнологии - это панацея, это наше все". Конечно же, это неверно. Нанотехнологии - это не только мечта. Нанотехнологии в ряде случаев могут действительно предложить новые технологические, более эффективные конструкционные решения и новые принципы таких решений для прагматических нужд технологического развития. При этом существует достаточно много областей науки и техники, где использование результатов и продуктов нанотехнологии либо вообще вредно, либо экономически нецелесообразно. Кроме того, надо учитывать, что отношение общества к нанотехнологиям и социальные аспекты развития нанотехнологий различны в России, Европе, США и Япониии, и далеко не везде это отношение однозначно.

Миф 2. "Нанотехнологии - это ничто, это просто проходящая мода и выбивание денег". В этом есть доля истины, однако, как и в первом случае, не надо максимализма. Мода, конечно, вещь хорошая и все модные вещи, как правило, вытягивают много денег. Однако в данном случае практически в каждой уважающей себя зарубежной компании уже достаточно давно существуют нанотехнологические отделы, дающие фирме реальную коммерческую отдачу - немедленную или стратегическую.

Россия, несомненно, отстала и отстала существенно в области наноматериалов и нанотехнологий, а деньги всех проблем решить не могут. Мы еще какое-то время не сможем проводить исследования, способные воплотиться в конкретные практические результаты по всему спектру наноматериалов. Да и нужна ли такая гигантомания реально, ведь проще и эффективнее работать по выбранным, приоритетным темам? От мировых лидеров в разработке нанотехнологий мы отстаем лет на 15, хотя опять же определить реально, отстаем мы или догоняем, сложно, поскольку фирмы, работающие на этом рынке, далеко не всегда стараются афишировать свои исследования в открытой печати. В целом же ситуация видится так, что в ближайшие годы мы будем использовать преимущества отстающего - возможность избегать неудачных поворотов и вести работу только по перспективным направлениям. Если говорить об уровне государственной поддержки, то он, видимо, вполне достаточен, по крайней мере, он позволил многим купить хорошее оборудование и создать себе нормальные условия для работы. Однако простая выдача денег группам, победившим в тендере, не сможет переломить ситуацию в целом. Как можно продать трактор и продать научную идею в рамках одного и того же закона, и считать, что на этом проблема исчерпана. Ученых нужно мотивировать не только деньгами, но и, к примеру, дискуссией - созданием широкого фронта обсуждения перспектив работы в области нанотехнологий.

Еще одна существенная проблема - заформализованность, забюрократизированность всех проектов ФЦНТП, что мешает довести научную идею до практического воплощения. Государство, которое платит деньги, не должно складывать полученные отчеты в банки данных, хранилища и пр. Хотелось бы, чтобы к полученным результатам проявлялся больший государственный интерес, заключающийся в более активном поиске партнеров профессионалами в области госуправления, менеджмента и пр. по коммерциализации результатов проектов. Ну не может ученый и данные получать, и продавать одновременно свои результаты фирме! К последнему, к тому же, у ученых часто нет ни склонности, ни возможности, ни даже соответствующей подготовки. Более того, это закамуфлированная растрата времени и средств, если ученые занимаются не своим делом, пытаясь произвести изделие, а не научный результат. Им нужны соответствующие партнеры – инженеры, центры трансфера технологий и т.д. Эффективное развитие этого звена могло бы принести пользу не меньшую, чем большое финансирование фундаментальной науки.

И, наконец, нанотехнологическое образование. С образованием непосредственно связано будущее любой страны, проблемы "утечки мозгов" и создание новых поколений талантливых исследователей. Пока здесь не принято кардинальных программ федерального уровня (хотя планируется сделать это в 2009 г.), и именно в этой области существует огромное число вопросов и "подводных камней" устойчивого развития.

"Миллиард долларов, выделенный правительством РФ на приборное оснащение и создание инфраструктуры отечественной нанотехнологии в ближайшие три года (не говоря о средствах, выделяемых из Стабфонда и доходной части бюджета на капитализацию Российской корпорации нанотехнологий, – это еще 130 млрд рублей в одном только 2007 году), сопоставим со средствами, которые вкладывают в эту область такие страны, как США и Германия. Между тем доля российской нанотехнологии на мировом рынке в настоящее время, по разным оценкам, чуть больше 4%. И производим мы в основном нанопорошки – простейший вид наноматериалов, или, как принято называть их в западной технической литературе, «нанотех предыдущего поколения» (earlier generation nanotech). Они применяются преимущественно в парфюмерно-косметической промышленности и в различных покрытиях. Ни о каких атомно-молекулярных самособирающихся наноустройствах и самоорганизующихся наносистемах сегодня у нас пока говорить не приходится." ("Коммерческая биотехнология")

К сожалению, для многих "промышленников" и, часто, для плановиков и бюрократов различного уровня показатель эффективности нанотехнологий - тонны продукта. И часто это, действительно, порошки, причем даже не "нано", а просто высокодисперсные, которые производились и 10, и 50 лет назад. Если не учитывать налет ажиотажа, существование наноматериалов закономерно и не подрывает никаких известных нам основ мироздания, просто пришло их время. Возникновение нанотехнологий "просто" означает качественный скачок в философии получения практически важных веществ - создание невидимых простых глазом сложных устройств и систем, размеры которых находится в диапазоне размеров надмолекулярных образований. "Обычная" химия работает с молекулами и атомами, в этом уже давно нет ничего необычного. "Обычная" промышленность работает с тоннами и кубометрами, к этому тоже все привыкли. Наноматериалы - продукт нанотехнологий - это нечто особое, что гораздо сложнее атомов и молекул, но как продукт высоких технологий не требует многотоннажного производства, поскольку даже один грамм такого "хайтековского" вещества способен решить множество проблем. Это - пример современной "гомеопатии", которая может быть и должна быть поставлена на вполне научную основу и глубоко продумана. Наноматериалы - не научная "химера", взявшаяся ниоткуда. На данный момент практически все известные "необычные" и "особые" свойства наноматериалов объяснены с использованием традиционных законов (хотя иногда и нетрадиционных подходов!) химии, физики и материаловедения, то есть, на самом деле, когда общественность привыкнет к слову "наноматериалы", ее можно успокоить, что с точки зрения фундаментальной науки в наноматериалах нет ничего нового, хотя как объект дальнейших исследований они чрезвычайно интересны. Примеры "нетрадиционных" наноматериалов, которые реально получены в России, можно увидеть в галерее Нанометра. К слову, "атомно - молекулярные самособирающиеся наноустройства и самоорганизующиеся наносистемы" (цитата по тексту статьи "Нано на глиняных ногах") - лишь общие красивые слова, описывающие один из небольших подклассов "наноустройств". Кто сказал, что в России, скажем, самособирающиеся монослои и самоорганизующиеся наносистемы не получены и не исследуются? И кто сказал, что такие устройства уже готовы к применению и продаются на Западе? Надо быть осторожнее в формулировках.

Спасут ли нас нанороботы - футуристический символ нанотехнологий? Лучшим символом идеи универсального получения наноматериалов (и вообще материалов с контролируемыми свойствами) можно считать "демона Макксвелла" - гипотетического существа, которое может сортировать молекулы и, следовательно, могло бы "собирать" любой материал с любыми свойствами из элементарных "кирпичиков" - атомов. Увы, дойти до такой фантастической "детализации" процесса синтеза принципиально невозможно. Действительно, сейчас с помощью очень тонких игл (острий атомно-силовых микроскопов и других приемов) можно упорядочить нужные атомы по-штучно (это впервые сделали ученые фирмы IBM с атомами газа кислорода, которым мы дышим). Но... в количестве всего нескольких штук. Для того, чтобы собрать таким образом сколько-либо полезную и реально работающую на человека структуру, потребуется бесконечно большое время и бесконечно большое количество энергии (работы), причем в условиях космически низких температур - иначе атомы самопроизвольно разбредутся во все стороны. Это - одно из выражений так называемого второго закона термодинамики, который уж точно носит универсальный характер и в своей простейшей формулировке гласит: чудес не бывает - вода в чайнике сама собой не может закипеть или замерзнуть, а сам чайник (все его миллиарды миллиардов атомов) не могут одновременно "прыгнуть" в одном направлении, так чтобы сам чайник самопроизвольно переместился в пространстве. Да, действительно, сейчас очень много говорят о "нанороботах" - подобных демону Максвелла искусственных машинах небольшого размера, которые, как предполагают, могут делать все. Однако кто сделает сами "нанороботы" настолько сложными, чтобы они могли выполнять требуемые от них действия? Демон Максвелла мог бы, но он не существует, иначе наш мир был бы не таким, каков он есть!

"О чем идет речь в перспективе: ни много ни мало – об изменении облика экономики страны. Например, в результате перехода на другие источники энергии и более эффективного использования традиционных. Нанотехнологии, а именно применение нановолокон, способны создать несравненно более легкие, чем нынешние, и гибкие органические солнечные батареи, которые, судя по опубликованным недавно американским исследованиям, поглощают солнечную энергию с гораздо большей эффективностью. Кроме того, с использованием нанокатализаторов и наносенсоров можно повысить эффективность очистки сырой нефти и уменьшить ее утечки." ("Коммерческая биотехнология")

Опять слова, которые плохо знакомы автору исходной статьи. Хорошо, см.:
другие источники энергии,
российские углеродные нанотрубки для наноэлектроники,
нанокатализаторы...

Другие статьи из раздела

Углеродные нанотрубки: свойства и применение

Очень восторженный взгляд на многоликий углерод...


Clariant: позволят ли кардинальные меры достичь желаемого результата?

Clariant, занимающий второе место в мире как производитель химикатов, сообщил, что планирует уволить 1 000 сотрудников и остановить заводы, поскольку понес слишком значительные убытки в первой половине года. Основные активы...


Постнаука. Прямая речь: Валерий Фокин

Руководитель лаборатории химического синтеза и катализа Центра живых систем МФТИ об истории с Нобелевской премией, клик-химии и вертикальной ментальности российского общества