Обзор состояния нанонауки и нанотехнологии в мире и в Украине.

Уровень развития нанотехнологии в той или иной стране становится все более четким индикатором перспектив конкурентоспособности страны в об­ласти "хай-тек". В развитых странах с нанотехнологиями связывают новую индустриальную революцию и интенсивный рост ВВП.

Глобальный цикл развития бизнеса в области технологий материалов со­ставляет 50-60 лет. Технические инновации, привнесенные новыми материа­лами, влияют на экономическое развитие и промышленную революцию. Так, предыдущий период ознаменовался созданием материалов для ядерной энер­гетики и вооружений, космических и авиационных технологий, для электро­ники и компьютеров, металлургии, нефте- и газодобычи и другие. В ближай­шем будущем инновации в области материалов и технологий принадлежат наноматериалам и нанотехнологиям, и, как ожидается, они не только решат проблемы защиты окружающей среды, здоровья и продления жизни, но также послужат и движущей силой безопасного экономического развития.

Отношение к нанотехнологиям в странах мира сильно разнится. США, Китай, Япония и Германия стремятся к мировому лидерству в данной сфере, расходуя около 8 млрд. долларов в год (в 2005 г.) на исследования и создание новых технологий и рабочих мест (рис. 2).

Рисунок 2 - Государственные инвестиции в нанотехнологии во всем мире

1.5

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Фискальный год

Source: Journal of Nanopartide Research 6; 1-10,2064. a briefing note by Mihail C. Roco, NSF, etc

Survey by Nanotechnology Researchers Nework Сеntег of Japan. Ministry of Еducation. Culture, Sporti. Science arid Technology

Рис. 2 Государственная поддержка фундаментальных исследований в области нанонаук и нанотехнологий [2].

Еще 2 млрд. расходуют страны остального мира. В США и Японии к государ­ственным ассигнованиям добавляются расходы из местных бюджетов и вкла­ды компаний, что увеличивает сумму в 2-2,5 раза. В США общая сумма фи­нансирования научных разработок по нанотехнологиям близка к 3 млрд. долларов (в 2005 г.) Европейский Союз тратит около 1,1 млрд. евро (рис. 3). Выгода от реализации этих инвестиций ожидается весьма внушительная. По американским прогнозам к 2015 году валовой продукт нанотехнологий соста­вит 1 трлн. долларов США, причем большая доля его будет приходиться на долю самих США Ближайшими конкурентами США в последующие 10 лет будут Германия и Япония, поскольку фундаментальные разработки в этих странах быстро переходят в стадию коммерциализации, в том числе благодаря развитой индустрии нанотехнологического оборудования и хорошо налажен­ной системе подготовки специалистов с нанотехнологическим образованием.

Рис. З Распределение государственных расходов на нанотехнологии в странах Европы [1].

Подготовка кадров средней, высокой и высшей квалификации имеет наи­больший приоритет среди всех задач нанотехнологий на этом этапе. Так, среди достижений Нанотехнологической инициативы (НТИ) США за пять лет наи­важнейшим названо создание системы образования и подготовки экспертов по нанотехнологиям.

Система подготовки предусматривает не только выпуск квалифицирован­ных ученых — разработчиков, но и экспертов, способных оценить опасность новых технологий и их продуктов для общества и окружающей среды.

В Украине, в частности в Национальной академии наук в 2003 году старто­вала ведомственная программа "Наносистемы, наноматериалы и нанотехнологии"

Общее финансирование достигло более 8,5 млн. гривен (~1,45 млн. Euro) в 2005 г., то есть, менее 1% от бюджета НАН Украины. Примерно равную до­бавку дает финансирование международных грантов в области нанотехноло­гий, которая составляет около 1,5 млн. Euro / год. Этих средств едва ли доста­точно для создания сколько-нибудь конкурентного продукта, учитывая трудности концентрации средств внутри Программы.

Программа НАН Украины развивается по 12 крупным заданиям, сформи­рованным на основе существующей структуры НАН Украины с учетом пред­варительных результатов и опыта ключевых исполнителей:

Нанофизика и наноэлектроника.

Технологии многофункциональных наноматериалов.

Строение и свойства наноструктурных материалов.

Физико-химия поверхностных явлений. Бионаноматериалы: синтез и свойства.

Диагностика наносистем.

Атомно-молекулярная архитектура наносистем.

Физика полупроводниковых наноструктур.

Синтез и формирование наноструктур.

Коллоидные наноразмерные системы.

Тонкопленочные нанотехнологий соединения неорганических материалов.

Физика и технология наноматериалов, работающих в экстремальных условиях.

Для сравнения приведем тематику нанотехнологических исследований в Японии.

Они проводятся в 10 направлениях:

Моделирование наноматериалов.

Технологии измерений в наноразмерном диапазоне и наноразмерного анализа.

Нанообработка, формование и технологии изготовления.

Технологии синтеза веществ и материалов.

Новые материалы с контролируемой наноструктурой.

Наноприборы и нанодатчики.

Наноэлектромеханические системы (NEMS) и их технологии.

Наноматериалы для енергетики и защиты окружающей среды.

Нанобиология.

Нанонауки для безопасного и стабильного общества.

В Европейском Союзе кооперативные усилия были сфокусированы при вы­полнении трех направлений в 6 Рамочной программе, стартовавшей в 2003 г.

Нанонауки и нанотехнологии — междисциплинарные фундаментальные исследования новых явлений, обусловленных размером наноструктур.

Многофункциональные материалы, основанные на знаниях — фундамен­тальные и прикладные исследования многофункциональных материалов, ди­зайн и технологии их изготовления.

Новые технологические процессы и устройства — создание интеллекту­альных систем производства материалов и устройств, гибридных материалов, систем контроля опасностей и отходов производства, оптимизация жизненных циклов промышленных систем, интегрирование нанотехнологий для повыше­ния качества и безопасности жизни.

Из приведенных данных видно, что независимо сформулированные в раз­ных странах направления исследований совпадают или близки по содержанию, что открывает перспективы международного сотрудничества и интеграции.