eng
От редактора
В развитых странах осознание ключевой роли, которую уже в недалеком будущем будут играть результаты работ по нанотехнологиям, привело к разработке широкомасштабных программ по их развитию на основе государственной поддержки. В США принята в 2000 г. приоритетная долгосрочная комплексная программа, названная Национальной нанотехнологической инициативой и рассматриваемая как эффективный инструмент, способный обеспечить лидерство США в первой половине текущего столетия. Аналогичные программы приняты Европейским союзом, Японией, Китаем, Бразилией и рядом других стран.
В России работы по созданию нанотехнологий начаты еще 50 лет назад, но слабо финансировались и велись только в рамках отраслевых программ. К настоящему времени сформированы подходы в общефедеральном масштабе с учетом признания важной роли нанотехнологий на самом высоком государственном уровне. Широкомасштабное и скоординированное развертывание работ, на базе существующего задела в области нанотехнологий, позволит России восстановить и поддерживать паритет с ведущими государствами в области: науки и техники, ресурсо- и энергосбережения, экологически адаптированного производства, здравоохранения, производства продуктов питания и уровня жизни населения, а также обеспечит необходимый потенциал в обороноспособности и безопасности государства.
Новейшие нанотехнологии наряду с компьютерно-информационными технологиями и биотехнологиями являются фундаментом научно-технической революции в XXI в., сравнимым и даже превосходящим по своим масштабам с преобразованиями в технике и обществе, вызванными крупнейшими научными открытиями XX в.
Особое значение имеет Президентская инициатива «Стратегия развития наноиндустрии» (от 24 апреля 2007 г.)», ориентированная на создание и закреплении научного приоритета Российской Федерации в области индустрии наносистем и наноматериалов. По решению Президента РФ В.В. Путина в стране создан государственный орган – Совет по нанотехнологиям (табл.1) и Государственная корпорация нанотехнологий (Роснанотех).
Нанотехнологии могут стать мощным инструментом интеграции технологического комплекса России в международный рынок высоких технологий и надежного обеспечения конкурентоспособности отечественной продукции. Разработка и успешное освоение новых технологических возможностей потребуют координации деятельности на государственном уровне всех участников нанотехнологических проектов и их всестороннее обеспечение (правовое, ресурсное, финансово-экономическое, кадровое), а также активной государственной поддержки отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Формирование и реализация активной государственной политики в области нанотехнологий позволят с высокой эффективностью использовать интеллектуальный и научно-технический потенциал страны в интересах развития науки, производства, здравоохранения, экологии, образования и обеспечения национальной безопасности России.
В Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года, одобренной в основном Правительством Российской Федерации (18 ноября 2004 г.), используются следующие термины:
нанотехнология – совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества ипозволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба;
наноматериалы – материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками;
наносистемная техника – полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям;
«наноиндустрия» – вид деятельности по созданию продукции на основе нанотехнологий, наноматериалов и наносистемной техники.
В настоящее время Министерство образования и науки Российской Федерации проводит работы в соответствии с утвержденным Президентом Российской Федерации перечнем критических технологий Российской Федерации, объединенных в приоритетное направление «Индустрия наносистем и материалов». В ближайшие годы Миобрнаука России планирует проводить работы в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2010 годы».
На заседании Координационного совета по нанотехнологиям при Совете Федерации в апреле 2007г. был заслушан доклад о европейской технологической программе, цель которой развитие химической промышленности. Европейский союз декларировал этой программой свою задачу – создать безопасную, комфортную недорогую среду жизни человека.
За сравнительно короткий промежуток времени укрепились представления о том, что:
приставка «нано»– скорее особое обобщенное отражение объектов исследований, прогнозируемых явлений, эффектов и способов их описания, чем простая характеристика протяженности «базового элемента», которая формально определена от единиц до ста нанометров;
базовые понятия с приставкой «нано» должны наиболее полно отражать именно проявление функционально-системных свойств материалов, процессов и явлений, а не только чисто геометрические параметры объектов.
Область знаний о материальных системах, а также процессов с приставкой «нано» на определенный период времени объединила ученых и инженеров с политиками и чиновниками, поскольку в этом, пока еще «карлике», просматриваются очертания «гиганта» как определенной панацеи – объединяющей системной идеи, открывающей возможности:
o реальной диверсификации экономики для придания устойчивости государству через интеллектуальную, а не сырьевую, сферу деятельности;
o обеспечения экономической безопасности за счет быстрого и устойчивого вхождения на мировой рынок конкурентоспособной продукции с высоким уровнем наукоемкой добавленной стоимости;
o воплощения декларируемых принципов сохранения и развития «человеческого капитала» за счет эффективного использования ранее накопленного научно-образовательного потенциала и широкого применения экономически эффективных новых высоких технологий в системе здравоохранения, обеспечения продовольственной и экологической безопасности;
o достижения паритета и превосходства в наукоемких военных и специальных технологиях, обеспечивающих внешнюю и внутреннюю безопасность государства.
Выбор в качестве приоритетного направления наноиндустрию позволяет решать две основные задачи:
экономическую – повышение эффективности производства за счет минимизации сырьевой составляющей в стоимости продукта при резком возрастании интеллектуально добавленной стоимости;
социальную – сохранение и развитие «человеческого капитала» как базового фактора существования независимого государства, обладающего экономическими, научно-техническими и кадровыми ресурсами для производства конкурентоспособной наукоемкой продукции, а также обеспечивающего для своих граждан востребованный современный уровень образовательных услуг и социально «комфортную» среду проживания.
В современном мире появился новый инструмент долгосрочного прогнозирования перспектив развития в социально-экономической сфере, образовании, науке и технологии - Форсайт. Слово «Форсайт» буквально означает «взгляд в будущее». Иначе говоря, Форсайт содержит элементы активного влияния на будущее. Качественная национальная программа по наноиндустрии не может быть создана только силами узкой группы специалистов. Она требует учета интересов всех слоев граждан страны – бизнеса, власти, науки, населения.
Кроме того, при разработке необходим анализ как возможностей региона, тенденций развития страны, так и учет ведущих направлений в мировой науке, технике, социально-экономическом направлении. Эти тенденции представители каждой группы населения видят по-своему, так что опять же требуется консенсус при разработке прогноза. В чем же преимущества Форсайта? Проведение этого метода позволяет выделить нанотехнологии, на освоение которых должен быть направлен максимум инвестиций. Вовлечение в процесс Форсайта широких масс общественности, представителей науки и бизнеса, позволяет сформировать наиболее объективную картину, которая отвечает интересам всех групп населения. Более того, проведение Форсайта позволяет заинтересовать все участвующие структуры в достижении целей. В рамках Форсайта экономические субъекты заново оценивают свое место в экономической системе. Такой взгляд «со стороны» позволяет рассмотреть новые нарождающиеся перспективные рынки и начать их осваивать раньше конкурентов.
Одним из основных элементов Форсайта является создание информационной базы, способствующей проведению сканирования и мониторинга на этапе аналитического анализа, а затем и при формировании экспертных групп для Дельфа-метода при разработке сценариев развития нанотехнологии.
Например, в информационном плане, учитывая динамику развития микросистемной техники и переход от технологических приемов микроэлектроники к нанотехнологии, использованию наноматериалов и созданию наносистемной техники журнал «Микросистемная техника» (созданный в ноябре 1999 г.) получил расширенное название «Нано- и микросистемная техника» в 2005 г., после публикаций в 2003 г. и 2004 г. серии статей по развитию нанотехнологии (http://www.microsystems.ru). Журнал включен в Перечень научных и научно-технических изданий ВАК России для кандидатских и докторских диссертаций и выпускается при научно-методическом руководстве Отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук.
В настоящее время увеличилось количество журналов, специализирующихся в области нанотехнологи (табл.1), в том числе появились: «Российские нанотехнологии» и «Наноиндустрия», что соответствует большой значимости этого направления в жизни государства.
Для информационного обеспечения в области нанотехнологий, издательством «Техносфера» в последние годы представлен читателям ряд книг по нанотехнологии, наноматериалам и наносистемной техники. Подробную информацию об этих и многих других книгах можно найти на сайте издательства - http://www.technosphera.ru.
Следует отметить, что с каждым годом значительно возрастает количество конференций и докладов на них, связанных с внедрением нантехнологий в производство и созданием спецтехнологического оборудования. Вопрос заключается в том, как ускорить внедрение полученных результатов в производство и создать наноиндустрию, как создать условия для внедрения результатов в повседневную жизнь граждан России и улучшить качество их жизни.
Данная работа является продолжением серии книг по мировым достижениям в области нанотехнологии, издаваемым издательством «Техносфера», и охватывает материалы, ранее опубликованные в 2006 – 2008 гг. в журнале «Нано- и микросистемная техника» издательства «Новые технологии», и сгруппированные по разделам охватывающим наноматериалы, наноэлектронику, нанодатчики и наноустройства, диагностику наноструктур и наноматериалов, нанобиотехнологию и применение нанотехнологий в медицине. В книге представлены примеры реализации и применения с цветными иллюстрациями в области технологии формирования наноструктур, методов исследования наноматериалов, метрологическое обеспечение и основы технологии наносистемной техники. Оглавление по мировым достижениям приведено в начале книги.
По просьбе читателей в книгу введен новый раздел - АНГЛО-РУССКИЙ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ПО МИКРО- И НАНОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ.
Оглавление для словаря приведено в конце книги.
Выход этой книги связан с усилиями специалистов из разных коллективов.
Прежде всего, хотел бы поблагодарить авторов раздела «Англо-русский терминологический словарь по микро- и наносистемной технике» К. Яшина и Е. Лацапнёва из Белоруссии и составителя раздела «Новости нанотехнологии» Ю. Свидиненко из Украины, регулярно присылавшие материалы в журнал «Нано- и микросистемная техника» (все ссылки на первоисточники приведены в публикациях журнала).
Огромная благодарность за терпеливый труд над текстами - редакторам издательства «Новые технологии» Е. Григорин-Рябовой и А. Чугуновой, а также директору ИПИ РАЕН Л. Бочарову – за создание электронной версии.
Особая благодарность сотрудникам издательства «Техносфера»: О. Казанцевой, О. Кулешовой, А. Цаплину, вложивших большой труд в создание этой книги.
Главный редактор журналов «Нано- и микросистемная техника» и «Наноиндустрия»
Петр Мальцев
2 апреля 2008 года
В развитых странах осознание ключевой роли, которую уже в недалеком будущем будут играть результаты работ по нанотехнологиям, привело к разработке широкомасштабных программ по их развитию на основе государственной поддержки. В США принята в 2000 г. приоритетная долгосрочная комплексная программа, названная Национальной нанотехнологической инициативой и рассматриваемая как эффективный инструмент, способный обеспечить лидерство США в первой половине текущего столетия. Аналогичные программы приняты Европейским союзом, Японией, Китаем, Бразилией и рядом других стран.
В России работы по созданию нанотехнологий начаты еще 50 лет назад, но слабо финансировались и велись только в рамках отраслевых программ. К настоящему времени сформированы подходы в общефедеральном масштабе с учетом признания важной роли нанотехнологий на самом высоком государственном уровне. Широкомасштабное и скоординированное развертывание работ, на базе существующего задела в области нанотехнологий, позволит России восстановить и поддерживать паритет с ведущими государствами в области: науки и техники, ресурсо- и энергосбережения, экологически адаптированного производства, здравоохранения, производства продуктов питания и уровня жизни населения, а также обеспечит необходимый потенциал в обороноспособности и безопасности государства.
Новейшие нанотехнологии наряду с компьютерно-информационными технологиями и биотехнологиями являются фундаментом научно-технической революции в XXI в., сравнимым и даже превосходящим по своим масштабам с преобразованиями в технике и обществе, вызванными крупнейшими научными открытиями XX в.
Особое значение имеет Президентская инициатива «Стратегия развития наноиндустрии» (от 24 апреля 2007 г.)», ориентированная на создание и закреплении научного приоритета Российской Федерации в области индустрии наносистем и наноматериалов. По решению Президента РФ В.В. Путина в стране создан государственный орган – Совет по нанотехнологиям (табл.1) и Государственная корпорация нанотехнологий (Роснанотех).
Нанотехнологии могут стать мощным инструментом интеграции технологического комплекса России в международный рынок высоких технологий и надежного обеспечения конкурентоспособности отечественной продукции. Разработка и успешное освоение новых технологических возможностей потребуют координации деятельности на государственном уровне всех участников нанотехнологических проектов и их всестороннее обеспечение (правовое, ресурсное, финансово-экономическое, кадровое), а также активной государственной поддержки отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Формирование и реализация активной государственной политики в области нанотехнологий позволят с высокой эффективностью использовать интеллектуальный и научно-технический потенциал страны в интересах развития науки, производства, здравоохранения, экологии, образования и обеспечения национальной безопасности России.
В Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года, одобренной в основном Правительством Российской Федерации (18 ноября 2004 г.), используются следующие термины:
нанотехнология – совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества ипозволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба;
наноматериалы – материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками;
наносистемная техника – полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям;
«наноиндустрия» – вид деятельности по созданию продукции на основе нанотехнологий, наноматериалов и наносистемной техники.
В настоящее время Министерство образования и науки Российской Федерации проводит работы в соответствии с утвержденным Президентом Российской Федерации перечнем критических технологий Российской Федерации, объединенных в приоритетное направление «Индустрия наносистем и материалов». В ближайшие годы Миобрнаука России планирует проводить работы в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2010 годы».
На заседании Координационного совета по нанотехнологиям при Совете Федерации в апреле 2007г. был заслушан доклад о европейской технологической программе, цель которой развитие химической промышленности. Европейский союз декларировал этой программой свою задачу – создать безопасную, комфортную недорогую среду жизни человека.
За сравнительно короткий промежуток времени укрепились представления о том, что:
приставка «нано»– скорее особое обобщенное отражение объектов исследований, прогнозируемых явлений, эффектов и способов их описания, чем простая характеристика протяженности «базового элемента», которая формально определена от единиц до ста нанометров;
базовые понятия с приставкой «нано» должны наиболее полно отражать именно проявление функционально-системных свойств материалов, процессов и явлений, а не только чисто геометрические параметры объектов.
Область знаний о материальных системах, а также процессов с приставкой «нано» на определенный период времени объединила ученых и инженеров с политиками и чиновниками, поскольку в этом, пока еще «карлике», просматриваются очертания «гиганта» как определенной панацеи – объединяющей системной идеи, открывающей возможности:
o реальной диверсификации экономики для придания устойчивости государству через интеллектуальную, а не сырьевую, сферу деятельности;
o обеспечения экономической безопасности за счет быстрого и устойчивого вхождения на мировой рынок конкурентоспособной продукции с высоким уровнем наукоемкой добавленной стоимости;
o воплощения декларируемых принципов сохранения и развития «человеческого капитала» за счет эффективного использования ранее накопленного научно-образовательного потенциала и широкого применения экономически эффективных новых высоких технологий в системе здравоохранения, обеспечения продовольственной и экологической безопасности;
o достижения паритета и превосходства в наукоемких военных и специальных технологиях, обеспечивающих внешнюю и внутреннюю безопасность государства.
Выбор в качестве приоритетного направления наноиндустрию позволяет решать две основные задачи:
экономическую – повышение эффективности производства за счет минимизации сырьевой составляющей в стоимости продукта при резком возрастании интеллектуально добавленной стоимости;
социальную – сохранение и развитие «человеческого капитала» как базового фактора существования независимого государства, обладающего экономическими, научно-техническими и кадровыми ресурсами для производства конкурентоспособной наукоемкой продукции, а также обеспечивающего для своих граждан востребованный современный уровень образовательных услуг и социально «комфортную» среду проживания.
В современном мире появился новый инструмент долгосрочного прогнозирования перспектив развития в социально-экономической сфере, образовании, науке и технологии - Форсайт. Слово «Форсайт» буквально означает «взгляд в будущее». Иначе говоря, Форсайт содержит элементы активного влияния на будущее. Качественная национальная программа по наноиндустрии не может быть создана только силами узкой группы специалистов. Она требует учета интересов всех слоев граждан страны – бизнеса, власти, науки, населения.
Кроме того, при разработке необходим анализ как возможностей региона, тенденций развития страны, так и учет ведущих направлений в мировой науке, технике, социально-экономическом направлении. Эти тенденции представители каждой группы населения видят по-своему, так что опять же требуется консенсус при разработке прогноза. В чем же преимущества Форсайта? Проведение этого метода позволяет выделить нанотехнологии, на освоение которых должен быть направлен максимум инвестиций. Вовлечение в процесс Форсайта широких масс общественности, представителей науки и бизнеса, позволяет сформировать наиболее объективную картину, которая отвечает интересам всех групп населения. Более того, проведение Форсайта позволяет заинтересовать все участвующие структуры в достижении целей. В рамках Форсайта экономические субъекты заново оценивают свое место в экономической системе. Такой взгляд «со стороны» позволяет рассмотреть новые нарождающиеся перспективные рынки и начать их осваивать раньше конкурентов.
Одним из основных элементов Форсайта является создание информационной базы, способствующей проведению сканирования и мониторинга на этапе аналитического анализа, а затем и при формировании экспертных групп для Дельфа-метода при разработке сценариев развития нанотехнологии.
Например, в информационном плане, учитывая динамику развития микросистемной техники и переход от технологических приемов микроэлектроники к нанотехнологии, использованию наноматериалов и созданию наносистемной техники журнал «Микросистемная техника» (созданный в ноябре 1999 г.) получил расширенное название «Нано- и микросистемная техника» в 2005 г., после публикаций в 2003 г. и 2004 г. серии статей по развитию нанотехнологии (http://www.microsystems.ru). Журнал включен в Перечень научных и научно-технических изданий ВАК России для кандидатских и докторских диссертаций и выпускается при научно-методическом руководстве Отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук.
В настоящее время увеличилось количество журналов, специализирующихся в области нанотехнологи (табл.1), в том числе появились: «Российские нанотехнологии» и «Наноиндустрия», что соответствует большой значимости этого направления в жизни государства.
Для информационного обеспечения в области нанотехнологий, издательством «Техносфера» в последние годы представлен читателям ряд книг по нанотехнологии, наноматериалам и наносистемной техники. Подробную информацию об этих и многих других книгах можно найти на сайте издательства - http://www.technosphera.ru.
Следует отметить, что с каждым годом значительно возрастает количество конференций и докладов на них, связанных с внедрением нантехнологий в производство и созданием спецтехнологического оборудования. Вопрос заключается в том, как ускорить внедрение полученных результатов в производство и создать наноиндустрию, как создать условия для внедрения результатов в повседневную жизнь граждан России и улучшить качество их жизни.
Данная работа является продолжением серии книг по мировым достижениям в области нанотехнологии, издаваемым издательством «Техносфера», и охватывает материалы, ранее опубликованные в 2006 – 2008 гг. в журнале «Нано- и микросистемная техника» издательства «Новые технологии», и сгруппированные по разделам охватывающим наноматериалы, наноэлектронику, нанодатчики и наноустройства, диагностику наноструктур и наноматериалов, нанобиотехнологию и применение нанотехнологий в медицине. В книге представлены примеры реализации и применения с цветными иллюстрациями в области технологии формирования наноструктур, методов исследования наноматериалов, метрологическое обеспечение и основы технологии наносистемной техники. Оглавление по мировым достижениям приведено в начале книги.
По просьбе читателей в книгу введен новый раздел - АНГЛО-РУССКИЙ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ПО МИКРО- И НАНОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ.
Оглавление для словаря приведено в конце книги.
Выход этой книги связан с усилиями специалистов из разных коллективов.
Прежде всего, хотел бы поблагодарить авторов раздела «Англо-русский терминологический словарь по микро- и наносистемной технике» К. Яшина и Е. Лацапнёва из Белоруссии и составителя раздела «Новости нанотехнологии» Ю. Свидиненко из Украины, регулярно присылавшие материалы в журнал «Нано- и микросистемная техника» (все ссылки на первоисточники приведены в публикациях журнала).
Огромная благодарность за терпеливый труд над текстами - редакторам издательства «Новые технологии» Е. Григорин-Рябовой и А. Чугуновой, а также директору ИПИ РАЕН Л. Бочарову – за создание электронной версии.
Особая благодарность сотрудникам издательства «Техносфера»: О. Казанцевой, О. Кулешовой, А. Цаплину, вложивших большой труд в создание этой книги.
Главный редактор журналов «Нано- и микросистемная техника» и «Наноиндустрия»
Петр Мальцев
2 апреля 2008 года