«Нанофикаторы» делят бюджет

В последнее время отечественные средства массовой информации активно публикуют статьи о наноматериалах.
Как это начиналось?
Слово «нано» происходит от греческого nanos – «карлик». Напомним, что нанометр – это 10-9 метра.
Нобелевский лауреат в области химии Р. Хоффман утверждает: «Я понял, что в нанотехнологиях люди нашли новое название для традиционной химии». У нас место «нано» всегда занимала коллоидная химия.
Больше 100 лет ученые имеют дело с управляемыми процессами в областях с размерами 10-3 – 10-9 и даже 10-10 (ангстрем), – и эти процессы, следовательно, уже являются нанонаукой.
Считается, что торжественное шествие нанонауки началось на Западе. Хотя роль ее «отца» физика Р. Фейнмана, который в своем выступлении 1959 года, призывая создавать микроскопические приборы, заявил: «Там внизу – полно пространства», – сильно преувеличена. Глобальными достижениями нанотехнологий считаются открытие фуллерена (Х. Кроти и др. в 1985 году) и синтезы углеродных нанотрубок (С. Иджима в 1991 году), после которых мир узнал о наступлении новой эры в науке и технике.
Известно, что фуллерены состоят из 60 атомов углерода, собранных в молекулу сферической формы. К удивлению многих нанотехнологов, фуллерены вида С84 (сфера из 84 атомов) давно были обнаружены в карельском минерале шунгите. А первые искусственно синтезированные углеродные нанотрубки были получены советскими учеными Л. Радушевичем и В. Лукьяничевым еще в 1952 г.
Разработанные в СССР нанотехнологии пользуются всемирным признанием. В нашей стране с 1935 года издается журнал по нанотехнологиям – «Коллоидный журнал» АН СССР. О советских искусственных алмазах, вершине нанотехнологической сборки, освоенной промышленностью в 1960-е, надо говорить отдельно.
Стратегия и безопасность
Известно, что многие нанотехнологии, разработанные еще в ХХ веке, могут иметь двойное назначение. А возможность некомпетентного, корыстного или злонамеренного их применения является существенной проблемой. Принятая в США в 1983 году «Стратегическая оборонная инициатива» (СОИ) инициировала гонку вооружений и обострила геополитические процессы. А одобренная в 2001 году конгрессом США программа развития нанотехнологий – не очередная ли это «стратегическая оборонная наноинициатива»? Ведь недавно Минобороны США объявило о создании уникального Института армейских нанотехнологий совместно с Массачусетским технологическим институтом. Получается, что контроль над нанонаукой и нанотехнологиями – это вопрос государственной безопасности.
В 1993 году, через десять лет после принятия программы СОИ (которая принесла Америке глобальные преимущества), при президенте США был создан Национальный совет по науке и технологиям. Пятнадцать членов партии демократов из палаты представителей конгресса выдвинули на одобрение палаты стратегию развития национальной безопасности США в области высоких технологий. Этот документ, в парламентских кругах названный «новым манхэттенским проектом», развивал идеи СОИ и предполагал дальнейший развал промышленности, высокотехнологических предприятий и науки России.
На Западе в последующие 6 7 лет особое внимание в правительственных структурах, частных компаниях, научных организациях и СМИ уделялось ситуации победоносного развития так называемых нанотехнологий. Поэтому принято считать, что летосчисление нанотехнологий началось с 1993 года. В январе 2000 года Б. Клинтон подписал программу «Национальная нанотехнологическая инициатива». Она предполагает развитие в спецведомствах (ЦРУ, Пентагон, НАСА и т. д.) нанотехнологий двойного и военного назначения, что должно обеспечить стратегическое и военное преимущество США. М. Губруд из Мэрилендского университета предупреждает о возможности использования нанотехнологий для создания сверхмощного оружия, что приведет к доминированию владеющей им страны, создаст угрозу жизни людей и цивилизации в целом.
В 2007 году на развитие нанотехнологий только Министерству обороны США из госбюджета было выделено 345 миллионов долларов. С другой стороны, США стремятся вовлечь развитые страны в гонку стратегической наноинициативы. Интересно, что в 2004 году удивление на Западе вызвало практическое отсутствие России среди ведущих разработчиков нанотехнологий, поскольку объем финансирования этой сферы деятельности у нас составлял тогда всего несколько десятков миллионов долларов.
Проблема качества
Разумнее поступили в ЕС, приняв на период 2002-2007 гг. шестилетнюю программу и создав новую организацию «Европейская зона научных исследований» (ERA). В США и Европе не финансируют напрямую наноконцерны, нанонауку и отдельные нанотехнологии.
Для решения практических вопросов в ЕС создана «Европейская корпорация в сфере научных и технических исследований».
Задачей этих организаций является практическое использование научных результатов и развитие физики, химии, материаловедения, микроэлектроники, биотехнологии и медицины, имеющих прямое отношение к нанотехнологиям, ибо таковых без фундаментальных наук не существует. Целесообразно развивать эти науки, а не начинать всеобщее «строительство наноиндустрии» в стране, концентрируя все работы во вновь созданном ведомстве. Тем более – работы по двойным технологиям. Сложно будет сохранить свои приоритеты, государственные тайны и даже трудно будет избежать нанофальсификаций и нанопрофанаций.
Так, фирма Lux Research, занимающаяся изучением нанотехнологий, совместно с юридической компанией Foley Landner уже рассмотрела 19485 официально зарегистрированных жалоб на продаваемые в США некачественные наноматериалы. В результате проверки оказалось, что они не соответствуют заявленным требованиям. Следовательно, и в нашей стране потребуется множество экспертов по различным нанотехнологическим направлениям для их оценки или разоблачения.
Ассемблеры
В 1986 году американский инженер-футуролог Эрик Дрекслер написал книгу «Машины творения», где показал грядущую техническую революцию. «Благодаря ей мы научимся контролировать поведение отдельных атомов и молекул, а также с поразительной точностью манипулировать ими». Из этих мельчайших элементов вещества можно будет собирать любые предметы. По идее автора, эти миниатюрные «машины-ассемблеры» (самосборщики) могут конструировать из отдельных элементов даже людей. Этот удивительный принцип Э. Дреслер назвал нанотехнологией. (Интересно, что о способах создания и применения таких манипуляторов известный советский писатель Б. Житков писал в своем фантастическом рассказе еще в 1933 году).
Слово было запущено в языковое пространство и стало модным во всех общественных сферах: в СМИ, среди политиков и экономистов, ученых и технологов, военных и строителей. Наноученые предполагают, что пройдет еще 20-30 лет и будут созданы ассемблеры стиральных машин, домов, телевизоров и автомобилей, одежды и обуви. Хорошим показателем в прогнозе развития науки и техники на ближайшие 20-30 лет является статистика выдаваемых на сегодняшний день патентов.
Вот как в настоящее время в США распределяются патенты, выданные в области нанотехнологии: электроника – 48 процентов, химия и материаловедение – 24 процента, биология и медицинские препараты – 19 процентов, косметика, ткани – 9 процентов. Ассемблеры, манипуляторы атомами и молекулами для создания готовых предметов пока не запатентованы. А от первых публикаций и выдачи патентов до внедрения изобретений проходит 15-20 лет. Открытие в области современной цифровой техники лауреаты Нобелевской премии (2007 года) П. Грюнберг и А. Фет совершили в 1988 году И только через пятнадцать лет mp3 плееры, DVD-техника, цифровые камеры и т. д. получили всеобщее распространение и признание.
Искусство манипулирования
Чтобы оценить реальные достижения нанотехнологий и практическое их применение, надо определить, что такое нанотехнология.
Во-первых, это стремительно развивающаяся область науки, техники, бизнеса и самый высокий уровень научно-технического прогресса в развитии общества, утверждают СМИ. Академический словарь Мерризм – Вебстер определяет нанотехнологию как искусство манипулирования материалами на атомарном или молекулярном уровне, особенно для создания микроскопических устройств, например роботов.
Справочный сайт About.com определяет нанотехнологию совсем просто: как разработку и использование устройств размерами в несколько нанометров.
В США «Национальная нанотехнологическая инициатива» о том же говорит так: «Нанотехнология – это исследования и технологические разработки на атомарном, молекулярном или макромолекулярном уровне в шкале размеров от 1 до 100 нм, проводимые для приобретения фундаментальных знаний…»
Для чего же вдруг потребовалась эта «Национальная инициатива» – программа, дублирующая исследования и традиционные задачи физики, химии, микроэлектроники, металловедения, биологии, медицины, микробиологии и т. д.? Ведь перечисленные науки (а не нанотехнологии) позволили создать атомный реактор, водородную бомбу, синтетические материалы? А также – ракетное топливо для жидкостных и твердотопливных ракет (начиная с РС-82, в 1938 году – для «Катюш»), обеспечили создание взрывчатых и отравляющих веществ, бактериологического оружия, ядов, гомеопатических препаратов, антибиотиков, открытие ДНК, производство продуктов с использованием ферментов. Все это создавалось 100-150 лет назад без упоминания нанотехнологий.
Открытие фуллерена
Термин «нанотехнология» впервые появился в 1974 году благодаря японскому ученому Норе Танигути, который решил так обозначить процессы построения новых веществ из отдельных атомов. А через 11 лет, в 1985 году, группой британских ученых была открыта новая структурная форма углерода (в отличие от графита и алмаза), названная фуллереном в честь выдающегося американского философа и писателя Ричарда Фуллера. Фуллерен имеет шарообразную молекулярную структуру, образованную сцепленными между собой многоугольниками, совпадающими с так называемым геодезическим домом, на который Р. Фуллер получил патент в 1940-е.
С той поры было построено десятки зданий фуллереновской формы, например американский павильон на Монреальской выставке «Expo-67». За открытие фуллерена («неизвестной» молекулярной структуры углерода) английским ученым Крото, Смоли и Керлу в 1996 году была присуждена Нобелевская премия.
В 1991 году японский профессор С. Идзима из университета Мейдзе создал из расположенных в ряд фуллеренов углеродные нанотрубки диаметром 1 2 нм и длиной 100 нм. Так появился «первый в мире» наноматериал, созданный человеком. Возможно, создавая фуллерены, английские ученые могли и не знать о кольском шунгите. Но японский профессор, я уверен, должен был знать о синтезированных в СССР в 1952 году миллимикронных углеродных трубках (термина «нанотехнология» еще не существовало) и полученных с помощью советских электронных микроскопов их электронных микрографий.
И тем не менее создание углеродных нанотрубок в Японии в 1991 году считается мощнейшим прорывом в мире нано.
В США были большие надежды на создание электрических суперконденсаторов на базе фуллеренов и нанотрубок. Но, к сожалению, они за 15 лет так и не оправдались. А в СССР в 1980-е были созданы компактные конденсаторы на микродисперсном углеродном порошке, а потом на двойном электропроводном слое на базе углеродной ткани. Фуллерены и нанотрубки в наши дни применяются в основном как наполнители керамики, бетона, краски, теплоизоляции и т. д. Однако в таком виде они не повышают прочность основного материала, т. к. не ориентированы в направлении действующих усилий и не связаны между собой.
Удачное применение нанотрубки углерода нашли в яхтостроении. При наполнении ими связующего угле- и стеклотканей удалось ориентировать нанотрубки в заданном направлении. Это позволило повысить прочность материалов в 1,5 1,8 раза и снизить их удельный вес. Такой метод повышения прочности и снижения веса стекло- и углепластиковых материалов широко применяется с 1960 – 70 х годов в аэрокосмической промышленности. Тогда в эти материалы добавляли микродисперсное ориентированное стекло, или углеволокно.
Не стоит подробно рассказывать об искусственных алмазах, освоенных промышленностью СССР (и США тоже) в 1960-е годы. Они выпускаются в год десятками тонн в основном для производства алмазного инструмента.
А вот о технологиях получения деталей методом «сверху вниз» следует сказать несколько слов. В 1980-е в Советском Союзе Б. Алексовский предложил и успешно осуществил химическую сборку деталей, которая позволяла формировать заданные детали или создавать материалы из парафазных элементов (парафазная – ангстремальная технология!).
Как изобретали биороботов
Для сравнения – характерный пример западных нанотехнологий мирового уровня. Группа ученых Чикагского университета получила премию Фейнемана за метод, позволяющий чертить на поверхности золота линию шириной в несколько атомов. А в 1997 году осуществилась мечта Фейнемана: ученые создали «наномоторчик» – пропеллерообразную молекулу, которая сама может вращаться на медной поверхности. Конечно, все эти «чудеса» нанотехнологий рассчитаны на СМИ и конгрессменов, для которых ученые США и собрали «наномоторчик» из фрагментов ДНК. Хотя всем известно, что двойная спираль ДНК сама совершает движения, как и рибосомы и другие клеточные органеллы.
Нанотехнологи, далекие от медицины, надеются создать из отдельных атомов нанороботов, которые будут проникать в кровь, чтобы бороться с патогенными микробами, лечить поврежденные клетки и эритроциты, находить и удалять опухоли, а также удалять холестериновые бляшки. Появилось множество компьютерных изображений фантастических «биороботов за работой».
Надо сказать несколько слов и о биороботах, которыми очень интересуются в Пентагоне и ЦРУ, надеясь создать нанороботов, которые будут легко проникать сквозь поры кожного покрова и, двигаясь с кровотоком к жизненно важным органам, подготовят удар в строго заданный момент. Нанороботы, заброшенные на вражескую территорию в виде неприметного облака «умной пыли», за несколько часов многократно увеличат свою численность и начнут выполнять заложенную в них программу – приведут оружие, боеприпасы, электронику, находящиеся на боевом дежурстве, и даже обмундирование военнослужащих в полную негодность.
Однако все эти проекты биороботов и их «созидательная» работа выглядят забавно, если вспомнить учебник «Микробиология» М. Лебедевой, изданный в 1969 году. Здесь показаны природные «биороботы» – бактерии, бациллы, вирусы и т. д., – которые работают в организме человека. Причем вирусы имеют размеры 5-150 нм. В настоящее время известно свыше 500 вирусов болезней человека и животных. Можно напомнить и о бактериях: величина некоторых из них – 200 нм. Так стоит ли создавать синтетические нановирусы и нанобактерии для запрограммированной работы в организме человека, если уже появились искусственные вирусы атипичной пневмонии, птичьего гриппа и др.?
Неужели нанотехнологии только вчера «открыли», что все клеточные органеллы (внутриклеточные структуры) хромосомы – рибосомы, аппарат Гольджи, митохондрии – совершают колебания и вращательные движения? Например, перенос атома кислорода по дыхательной цепи в митохондрии совершается с частотой 3000 Гц. Наверное, наноученые забыли, что перемещаются в живом организме сами клетки (они делятся), гормоны, вирусы, бактерии, ферменты и коферменты. А ферменты – это молекулы-«биороботы», которые служат для ускорения обменных процессов в организме. Они подходят к белку и расщепляют его на составные части. В некоторых случаях им помогают коферменты, которые, как ключ к замку, подходят к ферменту, и только с их помощью совершается расщепление белка, молекулы и т. д. Все это достижения науки 1940-х годов. Теперь для обывателя их с гордостью называют «выдающимися достижениями нанотехнологий XXI века». Хотя препараты на базе ферментов (например, АТФ) уже лет 50 продаются в аптеке.
Ферменты – это промышленное производство продуктов питания, брожения (спиртов, органических кислот и т. д.), синтез витаминов и производство антибиотиков. Развитие биотехнологий, микробиологии, генетических исследований позволило создать в СССР лучшую в мире фармацевтическую промышленность. Было основано новое направление в науке – космическая микробиология. А сегодня оказывается, что это все не «нано». Отечественная фармацевтическая промышленность на 90 процентов рухнула, так же как и микроэлектроника (классическая нанотехнология, которой 60 лет).
Нанопосредники и фундаментальная наука
А теперь посмотрим структурную схему «Фундаментальные основы и области применения нанонауки и нанотехники» (Ю. Головин, Введение в нанотехнику. 2007 год). Если здесь убрать промежуточную, искусственно созданную структуру «нанонаука и нанотехника», никто в науке и промышленности даже не заметит, что утеряны ориентиры, перспективы развития и предвещается крах фундаментальной или отраслевой науки. Потому что нано-, ангстремтехнологии были всегда внутри всех перечисленных в таблице структур: в биологии, медицине, физике, химии, металловедении, микроэлектронике, космонавтике и авиации, в оборонной промышленности и военной технике. Финансировать надо не нанопосредников, а образование, фундаментальные и отраслевые науки.
Фундаментальные, прикладные, отраслевые науки изучают объекты нано- и ангстремразмерностей. И без развития фундаментальных и отраслевых наук никакого движения нанотехнологий быть не может. Так же как и без инженеров, конструкторов, технологов, станочников, механиков. О каком прогрессе нанотехнологий может идти речь, если технические вузы сокращают, вводят бакалавриат, а техникумы, ПТУ готовят только автомехаников, парикмахеров, секретарей-референтов и бухгалтеров?!
Существующая программа генерального развития и финансирования нанонауки и нанотехнологий дискредитирует профессии инженеров, конструкторов, механиков, способствует появлению околонаучных наноинженеров, нанотехнологов, наноспециалистов. Провоцирует их срочную и поверхностную подготовку во множестве учебных заведений страны.
В сотне новейших «университетов» за 20 лет у нас подготовлены десятки тысяч юристов, финансистов, экономистов, управленцев, маркетологов, дилеров, дистрибьюторов и т. д. Но практически исчезли конструкторы, инженеры-механики, инженеры-технологи во всех отраслях промышленности. А где теперь гордость страны – изобретатели, рационализаторы, новаторы, творцы новой техники, передовые ученые и исследователи?
Если американский чиновник и конгрессмен по долгу службы верят в могущество нанотехнологий, то наши этому могуществу в личных интересах обманываться рады. Конечно, отечественному чиновнику по плечу и всеобщая «нанофикация» России и «нанонизация» всей промышленности страны. Даже не приступая к их реализации, они доложат о завершении программы и освоении выделенных инвестиций.
Россия, по мнению Запада, оказалась в «хвосте мировой нанотехнологической революции».
Теперь, чтобы убедить Запад в том, что их нанореволюция охватила и нашу страну, можно организовать «утечку» информации в прессу.
Тогда США убедятся, что их «Национальная нанотехнологическая инициатива» одержала всемирную победу.

Отправить на Email
-
22.12.2020 13:23:00Поздравляем с Днем энергетика!
30800
Поздравления с Днем энергетика и Новым 2021 годом
Коллектив редакции "Энергетики и промышленности России" поздравляет всех читателей с профессиональным праздником - Днем энергетика!
Так исторически сложилось, что этот праздник ...
Кабельная арматура, Газпром, ГРЭС, ЕЭС, Изолятор, Кабель, Мощность, МРСК, ОГК, Сети, ТГК, Тепловые сети, Теплоснабжение, Трансформаторы, Турбины, ТЭЦ, Электричество, Электроэнергия, Энергия, Энергосбережение, Провод, Электростанция, Электроэнергетика, Энергетические системы, СРО
22.12.2020 13:18:00С Днем энергетика!18574
Поздравления с Днем энергетика и Новым 2021 годом
Уважаемые читатели!
Редакция газеты «Энергетика и промышленность России» поздравляет вас с профессиональным праздником – Днем энергетика. Наверное, есть глубокий смысл в том, что праздник энергетиков приходится на день зимнего солнцестояния, поворота от темн...Электростанция, Генерация, Кабель, Мощность, Напряжение, Подстанции, Сети, ТЭС, ТЭЦ, Электричество, Энергоснабжение, Электроэнергия, Энергия, Энергосбережение, Кабельная арматура, Провод, Электроэнергетика
-
14.01.2015 Игорь ГЛЕБОВНа Урале будет новая грозозащита
864
МЭС Урала приступили к монтажу грозотроса на линии электропередачи 500 кВ Пермская ГРЭС – Северная.
Кабельная арматура, ГРЭС, ЕЭС, МЭС, Подстанции, Сети, ФСК, Энергоснабжение, Электроэнергия, Электрические сети
14.01.2015«Сарансккабель» – стабильность и качество1170
Завод «Сарансккабель» принял участие в выставке «Энергетика».
Энергосбыт, Кабель, Сети, Кабельная арматура, Кабельно-проводниковая продукция, Провод
14.01.2015 Иван СМОЛЬЯНИНОВДотации будут снижены962
Правительство России намерено к 2015 году снизить дотации бюджетным учреждениям на оплату энергоресурсов на 15 процентов.
Провод, Изоляция, Котельная, Лампа, Топливо, ТЭЦ, Электричество, Энергосбережение, Кабельная арматура
14.01.2015 Беседовала Ольга ТРУНОВАПередовые направления1364
На вопросы о тенденциях в энергонауке «ЭПР» ответил Игорь Михайлов, директор института «Теплоэлектропроект».
Электроэнергетика, Мощность, Топливо, Турбины, Кабельная арматура, Тепловая энергетика, СРО
14.01.2015 Иван СМОЛЬЯНИНОВФСК присоединит объекты нового нефтепровода1083
Федеральная сетевая компания выполнит технологическое присоединение объектов нефтепровода Пурпе – Самотлор протяженностью 450 километров.
Провод, ГРЭС, Мощность, МЭС, Нефтепровод, Подстанции, Сети, ФСК, Кабельная арматура, Электрические сети
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
25542
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24254
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?21350
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14272
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
30.05.2018 00:55:50 Ирина КРИВОШАПКАЭнергоэффективность как экономия и безопасность11756
Благодаря энергосервисным контрактам многие российские регионы экономят миллионы, направляя их на собственное развитие. Но похвастаться победами может далеко не каждый субъект РФ. Директор Ассоциации региональных операторов капитального ремонта Анна Мамонова отмечает: исходя из минимального размера взноса, обеспечить энергоэффективность во всех домах невозможно. Профессиональное сообщество совместно с ...
Энергосбережение, Энергоэффективность