русский     english

поиск по сайту:  
Сегодня 22 июня 2018 г. пятница
Написать письмоКарта сайтаНа главную
О нас Фотогалерея Обратная связь Контакты
 


kazahstan100100

Архив изданий | Нижегородская деловая газета | "Нижегородская деловая газета" № 15(98) от 25.12.2009 г. | Оптимизм наноуровня |


Оптимизм наноуровня

8.2KbМы продолжаем рассказывать о нижегородской науке, занимающейся нанотехнологиями. Сегодня «Нижегородская деловая газета» в гостях у О. Н. Горшкова, директора научно­исследовательского физико­технического института ННГУ, заведующего лабораторией физики и технологии тонких пленок, кандидата физико­математических наук.

У НИФТИ – богатая история, достаточно сказать, что из его стен чуть более 50 лет назад выкристаллизовался нынешний научно­исследовательский радиофизический институт (НИРФИ), 45 лет назад – научно­исследовательский институт прикладной математики и кибернетики (НИИ ПМК). В разные годы здесь работали В. Л. Гинзбург,
Г. С. Горелик, профессора А. Г. Майер, Е. А. Леонтович, В. И. Архаров, П.В. Павлов и многие другие ученые, чьи имена известны миру.

О нынешнем директоре НИФТИ ННГУ всезнающий Интернет сообщает нам массу интересной информации, которая для большинства наших читателей сродни китайской грамоте. Например, что среди научных интересов Олега Николаевича – «создание и исследование многофункциональных, в том числе, наноструктурированных, материалов для оптики и оптоэлектроники», а также «ионная имплантация и модификация поверхности твердых тел ионными пучками». Трудно понимать, да?

Тем не менее, наш разговор – о наноструктурированных материалах. О том, как это НАНО пробивается в российскую промышленность.

– Олег Николаевич, НИФТИ ННГУ в следующем году – 80 лет, это известное в мире науки имя, среди ваших нынешних партнеров – ведущие российские исследовательские центры и университеты, американские научные лаборатории. И очевидно, что наноструктурами институт стал заниматься не вчера.

– Если отслеживать начало работ по тематике нанотехнологий, у нас в институте ими занимаются уже более 30 лет, прежде всего это касается исследований, связанных с созданием и изучением свойств наноструктурированных полупроводников. Сегодня к работам в области нано прибавились исследования наноструктурированных диэлектриков, металлов, биологических объектов. Работы ведутся на высоком научном уровне. Это стало возможным благодаря наличию современного уникального оборудования, которым оснащены лаборатории нашего института и кафедры физического факультета ННГУ.

Надо сказать, что государство начинает вкладывать деньги в данное направление, и это сказывается, правда, еще достаточно слабо. Если оценивать, что сейчас наиболее успешно делается у нас в стране в сфере нанотехнологий, то прежде всего надо говорить о создании наноструктурированных материалов, демонстрирующих новые, порой уникальные свойства, такие, например, как сверхпластичность металлов. И эти свойства могут быть использованы при разработке продукции и технологий следующего поколения.

Но это на самом деле не означает, что мы здесь впереди планеты всей, что мы конкурентоспособны с теми же, к примеру, американцами в области микроэлектроники или наноэлектроники, которой там успешно занимаются. При всех наших достижениях в этих областях, компьютеры всё же делают они, а у нас в государстве нет таких заводов, которые могли бы производить подобную продукцию.

– По некоторым оценкам, россияне составляют значительную часть сотрудников ведущих интеллектуальных компаний в тех же Соединенных Штатах. То есть на недостаток ума нам грех жаловаться. Так почему же мы так катастрофически отстали? По какой причине столь немощны в создании современных высокотехнологичных производств? Из­за отсутствия технологической базы, денег?

– Если говорить о научных исследованиях и разработках ученых, то где­то мы в рядах лидеров, где­то поотстали. И это – нормальный процесс.

Основные наши проблемы – в сфере реального производства, где очевидна отсталость ресурсной базы и технологий промышленности. Если мы говорим о микроэлектронике, которую у нас делают, например, в Зеленограде, других центрах России, то надо прямо сказать, что технологии создания элементной базы электроники существенно отстали от того уровня, на котором сейчас ведущие производители в этой области. Однако, как ни парадоксально покажется на первый взгляд, тот темп, с которым сегодня американцы двигаются вперед в микроэлектронике, приведет к тому, что в ближайшее время мы можем выровнить свои позиции.

– Поясните. Мы отстали на века, американцы двигаются вперед со скоростью, нам недоступной. И мы выровняемся? Или они догонят нас сзади, обогнав на круг, как мы их в биатлонной эстафете?

– Есть так называемый закон Мура (Гордон Мур, один из отцов­основателей компании Intel, выявивший некую закономерность, определяющую, что новые модели микросхем разрабатываются через определенный промежуток времени, при этом их емкость каждый раз возрастает вдвое.–Ред.), согласно которому приблизительно каждые четыре года происходит уплотнение, удвоение ёмкости элементов микросхем. Исходя из этого и зная параметры, в которых мы находимся сегодня, можно ожидать, что через четыре года характерные размеры элементов микросхем будут 10­12 нанометров. Еще через 4 года этот параметр будет на уровне 5­6 нанометров. А это уже как раз те самые объекты, которые создаются сейчас с помощью нанотехнологий, которыми, в свою очередь, занимаемся и мы, и весь мир. И если мы не потеряем темпа, набранного в этой области, то через несколько лет можем оказаться конкурентоспособными при развитии новых технологий.

– То есть технологическая база нынешних производств, которой нет у нас, и с помощью которой нас те же американцы обогнали «на века», станет ненужной?

– Должно будет появиться прин­ципиально другое производство, новые технологии. То есть создается ситуация, при которой потенциально наши технологические возможности в микроэлектронике выравниваются. Возможно, что они, имея огромный опыт, окажутся к тому времени более вооруженными, но и мы к этому готовы, поскольку сегодня активно занимаемся нанообъектами, их свойствами. Насколько мы здесь в ближайшие годы продвинемся, насколько успешно разработаем свои технологии, настолько и будем конкурентоспособны. Уже сейчас в мире на основе наноматериалов делаются датчики, сенсоры, то есть отдельные элементы приборов и устройств. Например, американская Моторолла планирует уже в этом году выйти на рынок с новыми элементами памяти, которые построены на основе диэлектрических слоёв с встроенными в них металлическими или полупроводниковыми наночастицами. Эти наноконструкции могут быть хранителями информации, причем плотность записи информации в таких наноструктурированных носителях на порядок выше, нежели на сегодняшних дисках или флэшках.

У нас в Нижегородском университете мы также занимаемся такими объектами, подобные проблемы решают и наши коллеги в Нижегородском институте физики микроструктур. То есть на самом деле в России в области нано происходят определенные движения от разговоров, от фундаментальных исследований к практическим вещам.

– Вы в самом начале говорили о наноструктурированных металлах, их сверхпластичности. В обычном понимании пластичность – это свойство формовочной глины. Металл со свойствами пластилина, это что?

– Если вы возьмете пруток титана в обычном состоянии, то его не удастся легко деформировать. С помощью наноструктурных изменений металла можно решить эту проблему, причем настолько, что за небольшой отрезок времени можно растянуть металлический пруток в длину, превышающую его исходное состояние в сотни раз. И при этом металл не будет рваться.

– Метровый металлический пруток растянуть на километр за пару­тройку минут? Это что­то на уровне фокусов Копперфильда. Как и за счет чего приобретают металлы такие свойства?

– Все металлы имеют кристаллическую структуру. Представьте некую стеклянную емкость, стакан, заполненный мелкими шариками, например, от подшипника, схематично это и будет выглядеть как структура металла. Эти кристаллы­шарики имеют определенную величину, к тому же между ними есть границы, пространство. И если уменьшить размер этих шариков и границы между ними, металл, не теряя всех своих физико­химических свойств и качеств, приобретает ещё свойства сверхпластичности. Из него очень удобно делать массу различных изделий. А если потом нагреть металл до определенной температуры, размер этих зёрен опять увеличивается, сверхпластичность исчезает, но при этом металл приобретает более высокие прочностные характеристики.

У нас достаточно давно ведутся и в институте, и на кафедре физики металлов ННГУ работы по сверхпластичности металлов, сплавов, керамики. Этой же проблематикой занимается и нижегородский филиал института машиноведения Академии наук. По этой тематике мы также успешно работали совместно с американской Ливерморской национальной лабораторией, и американцы по результатам этих исследований уже сделали опытные образцы поршней для двигателей. Дело в том, что из таких металлов, обладающих сверхпластичностью, вы можете одним движением выдавить изделие, которое не требует в последующем никаких фрезерных, токарных обработок, оно готово к использованию. Можно будет, к примеру, делать корпус автомашины из единого листа, без швов и сварных соединений.

– Вы говорите, если уменьшить размер кристаллов. Но ведь речь идет о наноуровне, об атомах. Как повлиять на этом уровне на металл, как заставить его уменьшить эти самые шарики? И сложна ли эта технология, может ли она быть общедоступной, выйти из стен лаборатории в промышленное производство?

– Что касается технологии, то известно, что сверхпластичность металлов возникает в условиях определенной температуры при определенном давлении. Опять же, чтобы Вы могли наглядно представить, предложу такую схему. Если подогретый металл продавить через Г­образный канал, то в металле, проходящем в месте изгиба, как раз и происходят наноструктурные изменения: те наши шарики уменьшаются в размерах, и границы между ними преобразуются. На выходе мы получаем металл со свойствами сверхпластичности. И эта технология безусловно может быть освоена промышленностью. Все наши исследования, все разработки не существуют сами для себя, они направлены на практическое воплощение, на создание технологий, работающих в условиях реального производства.

Лет пять назад я выступал в областном правительстве, рассказывал об этих разработках. Дирекция Заволжского моторного завода, присутствовавшая на том заседании, проявила интерес к нашей работе, мы трижды ездили в Заволжье, рассказывая об этой технологии заводским специалистам. Но у нашего автопрома – своя специфика, и это начинание, к сожалению, пока кончилось ничем.

– Почему?

– Понимаете, в решении таких вопросов должна быть сила воли. Я думаю, что в том, что промышленность не восприимчива к новациям, прежде всего повинна психология менеджеров и руководителей предприятий, привыкших жить текущей проблематикой и не имеющих навыка прогнозирования развития собственного производства на достаточно длительный горизонт. А также определенная ущербность существующих отношений между производством и наукой, которые живут, к сожалению, в разных плоскостях.

Есть уровень исследований, которые в России во многих областях ещё вполне конкурентоспособны, есть уровень технологического оснащения науки, есть кадры. Это один пласт. И есть уровень производства, где старое оборудование, где устаревшие технологии. При этом производственники говорят, что у них нет кадров, которые ориентировались бы в новых технологиях, которые могли бы работать на современном оборудовании, нет нового оборудования и часто нет средств, чтобы его закупить. И это – другой пласт. Между этими двумя мирами – дистанция огромная, и с каждым годом она увеличивается. Например, у Интела, как и у многих других современных корпораций и компаний, есть свой исследовательский центр, который сравним с нашими научными академическими центрами. То есть у Интела и производственный пласт, и научный – на одном уровне, поэтому Интел – ведущая компания в своей сфере. У нас раньше были отраслевые институты, которые и обеспечивали трансфер технологий в производство. Роль отраслевых институтов сегодня в значительной мере минимизирована, что объективно также способствует росту этой дистанции между наукой и производством. Более того, этот разрыв растет ещё и потому, что в сферу науки и исследований в последнее время государство вкладывает деньги. Если вы проанализируете состояние российской промышленности, то увидите, что одна из основных проблем здесь – недофинансирование, то есть в развитие новых производственных технологий ни государство, ни собственники не вкладывают необходимых средств. А надо бы, надо обновлять станочный парк, надо менять, модернизировать технологические процессы и производства. Надо, потому что без этого никакой инновационный путь развития невозможен. Те несколько проектов, финансировать которые взялось РОСНАНО, погоды не сделают.

Вот у нас в институте появилась первая в России установка по так называемому спеканию объемных наноматериалов, нанометаллов и нанокерамик. Эта установка позволяет, в частности, делать подложки из поликристаллического корунда (Al2O3), это один из распространенных материалов, который используется в микроэлектронике, электротехнике и т.д. Словом, это хороший диэлектрик, востребованный промышленностью, и не только российской. Единственный российский завод, который делает керамику для этих нужд, находится у нас в Кинешме. Мы пригласили к себе директора завода, показали эту установку. «Мне эта технология нужна», – сказал он. То есть вот ситуация: есть современное технологическое решение, и есть предприятие, готовое его реализовать у себя и развивать конкурентоспособное производство. Мы совместно с предприятием сформулировали предложение для РОСНАНО. У них в условиях финансирования проектов заложено, что годовой объем производства у соискателей финансовой поддержки должен быть не менее 250 миллионов рублей. Но завод тогда бедствовал. До четверти миллиарда его обороты не дотягивали. Что касается финансирования научных разработок, то в условиях поддержки науки в РОСНАНО заложено, что исследования и разработки финансируются уже из прибыли предприятий, внедривших инновационные технологии. А когда они дадут эту прибыль? И как в этих условиях разрабатывать и передавать промышленникам нанотехнологии?

– Думаю, что не случайно при таком подходе корпорация РОСНАНО, разрекламированная как спаситель российских инноваций, со времени своего создания финансирует менее десятка проектов. Но дело ведь не только в РОСНАНО. Очевидно, что руководители и других нижегородских предприятий, кроме ЗМЗ, тогда Вас слушали. Почему нет с их стороны усилий к тому, чтобы сократить эту дистанцию, этот разрыв между наукой и производством? Кроме того, в нашем регионе довольно хорошо развита и промышленность, и наука. У нас могут быть какие­то свои каналы коммуникации, или я ошибаюсь?

– Некоторое время назад у нас проходило выездное заседание НАПП, во второй половине января мы планируем ещё раз встретиться и, возможно, сделаем эти встречи регулярными. Так вот, тогда зашел разговор на эту тему, мы говорили о создании Центра компетенции, который как раз и взял бы на себя задачи ликвидации этого разрыва между наукой и промышленностью. Что имеется в виду? Например, мы разработали технологию, связанную с металлами, самую современную. Какому­то предприятию она может быть полезна. Центр компетенции должен выполнить информационно­коммуникативную функцию, донести до предприятия, что есть такая технология. Допустим, заводские специалисты просчитали всё и пришли к тому, чтобы запустить у себя эту технологию. Тогда надо создать некий временный творческий коллектив, в котором будет кто­то из наших, кто этой проблемой занимается, ещё 3­4 человека из молодых магистров, которые будут заканчивать обучение как раз к запуску этой технологической линейки и 3­4 человека с производства: технологов, других нужных специалистов. Команда начинает работать здесь, у нас в институте, работают, к примеру, год или два. Когда мы созреваем до такого состояния, что предприятие может отдать нам опытный участок, где можно будет развернуть новое производство, вся эта команда переезжает туда. Наши люди сопровождают весь процесс, число заводских специалистов увеличивается, из магистров завод получает готовых специалистов. И это нормальный, причем, очень короткий путь от разработки до внедрения. Конечно, всегда можно упереться в вопрос денег, но когда есть понятный механизм развития, финансовые проблемы при желании можно решить.

– И что ассоциация промышленников? Заинтересовалась этой идеей?

– Да, руководители ассоциации теперь наши частые гости, и я надеюсь, что мы будем продвигаться в этом направлении.

– Удачи вам в этом деле.

Петр Чурухов

 

6.9Kb

a4

25.6Kb

Дизайн и хостинг Р52.РУ
Copyright © «Курьер-Медиа» 2018

Rambler's Top100