eng
Выпуск #3/2010
Л.Раткин.
Проблемы интеграции академической и вузовской нанотехнологической науки
Проблемы интеграции академической и вузовской нанотехнологической науки
Просмотры: 2177
Под патронатом РАН и Минобрнауки России в конце 2009 - начале 2010 года был проведен ряд конференций, на которых рассматривались пути интеграции академической и вузовской науки. Одна из ключевых проблем такой интеграции, в том числе в сфере нанотехнологий, заключается в отсутствии эффективных механизмов защиты интеллектуальной собственности, созданной в результате совместных исследований.
Важность интеграции усилий научного сообщества по совершенствованию нормативно-правовой базы в целях вовлечения в хозяйственный оборот результатов интеллектуальной деятельности неоднократно подчеркивал в своих выступлениях вице-президент РАН, директор Института проблем химической физики (ИПХФ) РАН акад. С. Алдошин.
В качестве примера выполненной ИПХФ РАН наноиндустриальной разработки приведено формирование методом высокотемпературного коллоидного синтеза монодисперсных квантовых точек (МКТ) на основе халькогенидов кадмия структуры "ядро-оболочка" и в форме нанотетраподов. Размер МКТ варьируется в пределах 3-10 нм, причем в широком спектральном диапазоне длин волн наблюдается эффект перестроения узких линий люминесценции.
В ходе дискуссии выступающие отметили позитивные тенденции, наблюдающиеся в процессах интеграции фундаментальной и прикладной науки. В частности отмечено, что для поддержки и коммерциализации исследований и разработок, а также управления интеллектуальной собственностью в Институте проблем передачи инф ормации им. А.А. Харкевича Отделения нанотехнологий и информационных технологий (ОНИТ) РАН совместно с ОАО "Ситроникс" учреждена Автономная некоммерческая организация "НИИ "Ситроникс".
НИИ системных исследований (НИИСИ) РАН (директор акад. В.Бетелин) сотрудничает с кафедрами электроники и микроэлектроники Научно-исследовательского ядерного университета МИФИ, совместно с которыми при НИИСИ РАН создан учебно-научный комплекс.
В Институте проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ) РАН с применением субмикронных лазерных технологий для терабитных волоконно-оптических линий на основе новых полимерных материалов созданы интегральные оптические устройства. Для тканевой инженерии и имплантации разработаны матричные элементы с заданной архитектоникой и управляемой биоактивностью. Особо подчеркивалось, что в целях развития инфраструктуры наноиндустрии в регионах России институт принял участие в создании девяти интегрированных научно-образовательных структур в вузах страны.
В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработан метод синтеза гетерометаллических соединений на основе платины (II, IV) и палладия (II), в которых атомы благородного металла соединены с атомами переходных, постпереходных или редкоземельных металлов только мостиковыми карбоксилатными группами.
Такие соединения перспективны для производства каталитически активных гетерометаллических наносплавов и нанокластеров. На основе полученного сплава Pd-Zn с диаметром частиц 5-10 нм синтезирован новый катализатор гидроочистки этилена от примесей ацетилена, по селективности в два раза превышающий стандартный промышленный катализатор Pd/Al2O3.
Институт химической кинетики и горения (ИХКГ), Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН с участием ряда ведущих вузов Сибирского федерального округа с помощью мягкой неразрушающей абляции проводят работы по экспресс-измерению истинных размеров наночастиц.
В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН методами "дифракционного кино" на средних и малых углах с применением синхротронного излучения изучено термическое разложение длинноцепочечных карбоксилатов серебра с образованием монодисперсных наночастиц серебра размером 5-6 нм, упорядоченных в периодические мезоструктуры. Предлагаемый метод позволяет сократить количество операций, в том числе за счет приготовления коллоидных растворов с использованием поверхностно активных веществ, что позволяет применять полученную наноиндустриальную продукцию для изучения свойств материалов.
В Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН создан метод синтеза массивов углеродных нанотрубок (УНТ) с перпендикулярной поверхности проводящей подложки ориентацией, установлены оптимальные режимы электрохимического осаждения на поверхность этих УНТ полианилина. Новый композиционный материал с удельной емкостью (УЕ) порядка 550 Ф/г и ее снижением после 1400 циклов "заряд-разряд" не более, чем на 2%, перспективен для использования в суперконденсаторах.
В Институте металлургии Уральского отделения (УрО) РАН (председатель Президиума УрО РАН, председатель Комитета по образованию и науке ГД ФС РФ, директор акад. В.Черешнев) в широком температурном диапазоне комплексно исследованы термодинамические параметры системы Al-Sc, применяемой для повышения свойств особопрочных алюминиевых сплавов. Получение лигатур Al-Sc из расплава в виде быстрозакаленных лент позволяет увеличить содержание Sc в них до 2 мас. %, что значительно выше его равновесной растворимости в Al, причем сплавы не имеют включений интерметаллидов, размеры которых больше наноразмерных.
В ходе совместной работы этого института рядом уральских вузов изучены структурные фазовые превращения в наноразмерных ян-теллеровских (ЯТ) системах. Установлено значительное изменение параметров структурных фазовых переходов при переводе содержащего ЯТ-ионы кристалла в нанокристаллическое состояние. Спрогнозирована возможность неоднофазного состояния нанокристаллической системы с одновременным присутствием в ней низкосимметричной и высокосимметричной ЯТ-фаз.
Сотрудничество Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) и Института электрофизики УрО РАН с рядом российских вузов по изучению пикосекундной синхронизации многоканальных источников высоковольтных импульсов позволило обосновать создание компактных импульсных генераторов радиочастотного излучения с когерентным суммированием мощности, достигающей 10 ГВт.
В Институте элементоорганических соединений (ИНЭОС) им. А.Н. Несмеянова РАН в сотрудничестве с Московским медико-стоматологическим университетом на базе нанопористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена получены биосовместимые нанокомпозиты с уникальными близкими к свойствам природного состава антифрикционными показателями. Наноиндустриальная продукция уже применяется в детской челюстно-лицевой хирургии и, как отмечалось, перспективна при создании антифрикционных биомедицинских материалов.
Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН в сотрудничестве с МГУ им. М.В. Ломоносова и Научно-исследовательским физико-химическим институтом им. Л.Я. Карпова созданы наноразмерные катализаторы с минимальным содержанием благородных металлов (Ru, Pd). Стабильность и высокая эффективность нанопродукции в агрессивных средах перспективны в процессах уничтожения токсичных галогенсодержащих отходов, утилизация которых при использовании других методов - дорогостоящий и экологически опасный проект.
В Институте химии силикатов (ИХС) им. И.В. Гребенщикова РАН (директор акад. В.Шевченко) проводится широкий спектр работ по нанотематике. В частности, изучены новые наноматериалы, перспективные для включения в проекты изготовления электромеханических преобразователей энергии специального назначения, в том числе аморфное металлическое антифрикционное покрытие ротора на основе железа-АМАГ-200 (FeSiB2NbCu), структурированная наночастицами титана, серебра и кобальта сталь для изготовления бандажного стакана ротора и немагнитная сталь повышенной прочности с пределами текучести не менее 1600 МПа.
В Воронежском государственном университете на титане с помощью ВЧ магнетронного напыления созданы однофазные покрытия из нанокристаллического гидроксиапатита с твердостью выше 10 ГПа.
В Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН создан метод адресной доставки 25Mg2+ с помощью катионных порфиринфуллереновых наночастиц РМС16 в клетки миокарда страдающих от медикаментозной гипоксии крыс.
Институтом теоретической и экспериментальной биофизики РАН совместно с Институтом биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН,
Институтом молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН и Казанским институтом биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН разработаны новые подходы к расчетам липидных и белковых молекул, результаты которых применимы при компьютерном дизайне биологически активных макромолекулярных конструкций с использованием наночастиц не биологической природы и биомакромолекул. Такие подходы перспективны при анализе динамики и структуры макромолекул методами ядерно-магнитного резонанса.
Касаясь вопросов развития нанонауки, в целом выступающие отметили:
Проблемы интеграции академической и вузовской науки в России могут быть решены посредством целевого финансирования с привлечением частных капиталовложений. Инвестиции необходимо направить, в частности, на модернизацию технологической базы, закупку оборудования, перевооружение отраслей, обучение специалистов и приглашение на работу по контракту ведущих зарубежных ученых - руководителей признанных научных школ.
Корпоративная наука в России развивается недостаточно активно, использование отраслевых фундаментальных разработок неэффективно. Когда заказ на научные разработки исходит от коммерческих организаций, представляется необходимым предоставление налоговых льгот бизнесу для инвестирования в инновации и реконструкцию отношений с наукой. Создание российских научно-технологических комплексов и наукоградов, в частности, целесообразно осуществлять, базируясь на имеющемся интеллектуальном потенциале с использованием возможностей академгородков. Участие в таких проектах коммерческих предприятий, несомненно, будет способствовать созданию и внедрению в промышленность высоких технологий и формированию цивилизованного рынка интеллектуальной собственности.
Федеральный закон №217 в целом прогрессивен, поскольку позволяет бюджетным учреждениям создавать "старт-ап" предприятия. Вместе с тем отмечается, что в промышленно развитых странах наблюдается переход к более совершенным схемам инновационного развития. Например, в США, наряду с вышеназванным подходом, реализуется четырехзвенная система, в которой научные учреждения проводят разработки в сфере высоких технологий, коммерческие организации ищут рынки сбыта для наукоемкой продукции, промышленные предприятия выпускают экспериментальные партии изделий, бизнес-структуры налаживают серийный выпуск востребованной продукции. В результате все участники инновационного процесса экономически заинтересованы в профессиональном выполнении каждой из сторон своих обязательств. В отличие от "старт-ап" предприятий, реализующих всю цепочку от фундаментальной науки до серийного выпуска, такая схема позволяет оперативно проводить мониторинг результатов исследований и сфер их применения, эффективно защищать интеллектуальную собственность и развивать промышленный выпуск созданной продукции.
В целом подчеркивалось, что весь жизненный цикл инновационной продукции от разработки до серийного выпуска может быть реализован при интеграции усилий академической, вузовской, прикладной науки и отраслевых специализированных инновационных центров и бизнес-структур.
Фото: Л.Раткин
В качестве примера выполненной ИПХФ РАН наноиндустриальной разработки приведено формирование методом высокотемпературного коллоидного синтеза монодисперсных квантовых точек (МКТ) на основе халькогенидов кадмия структуры "ядро-оболочка" и в форме нанотетраподов. Размер МКТ варьируется в пределах 3-10 нм, причем в широком спектральном диапазоне длин волн наблюдается эффект перестроения узких линий люминесценции.
В ходе дискуссии выступающие отметили позитивные тенденции, наблюдающиеся в процессах интеграции фундаментальной и прикладной науки. В частности отмечено, что для поддержки и коммерциализации исследований и разработок, а также управления интеллектуальной собственностью в Институте проблем передачи инф ормации им. А.А. Харкевича Отделения нанотехнологий и информационных технологий (ОНИТ) РАН совместно с ОАО "Ситроникс" учреждена Автономная некоммерческая организация "НИИ "Ситроникс".
НИИ системных исследований (НИИСИ) РАН (директор акад. В.Бетелин) сотрудничает с кафедрами электроники и микроэлектроники Научно-исследовательского ядерного университета МИФИ, совместно с которыми при НИИСИ РАН создан учебно-научный комплекс.
В Институте проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ) РАН с применением субмикронных лазерных технологий для терабитных волоконно-оптических линий на основе новых полимерных материалов созданы интегральные оптические устройства. Для тканевой инженерии и имплантации разработаны матричные элементы с заданной архитектоникой и управляемой биоактивностью. Особо подчеркивалось, что в целях развития инфраструктуры наноиндустрии в регионах России институт принял участие в создании девяти интегрированных научно-образовательных структур в вузах страны.
В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработан метод синтеза гетерометаллических соединений на основе платины (II, IV) и палладия (II), в которых атомы благородного металла соединены с атомами переходных, постпереходных или редкоземельных металлов только мостиковыми карбоксилатными группами.
Такие соединения перспективны для производства каталитически активных гетерометаллических наносплавов и нанокластеров. На основе полученного сплава Pd-Zn с диаметром частиц 5-10 нм синтезирован новый катализатор гидроочистки этилена от примесей ацетилена, по селективности в два раза превышающий стандартный промышленный катализатор Pd/Al2O3.
Институт химической кинетики и горения (ИХКГ), Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН с участием ряда ведущих вузов Сибирского федерального округа с помощью мягкой неразрушающей абляции проводят работы по экспресс-измерению истинных размеров наночастиц.
В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН методами "дифракционного кино" на средних и малых углах с применением синхротронного излучения изучено термическое разложение длинноцепочечных карбоксилатов серебра с образованием монодисперсных наночастиц серебра размером 5-6 нм, упорядоченных в периодические мезоструктуры. Предлагаемый метод позволяет сократить количество операций, в том числе за счет приготовления коллоидных растворов с использованием поверхностно активных веществ, что позволяет применять полученную наноиндустриальную продукцию для изучения свойств материалов.
В Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН создан метод синтеза массивов углеродных нанотрубок (УНТ) с перпендикулярной поверхности проводящей подложки ориентацией, установлены оптимальные режимы электрохимического осаждения на поверхность этих УНТ полианилина. Новый композиционный материал с удельной емкостью (УЕ) порядка 550 Ф/г и ее снижением после 1400 циклов "заряд-разряд" не более, чем на 2%, перспективен для использования в суперконденсаторах.
В Институте металлургии Уральского отделения (УрО) РАН (председатель Президиума УрО РАН, председатель Комитета по образованию и науке ГД ФС РФ, директор акад. В.Черешнев) в широком температурном диапазоне комплексно исследованы термодинамические параметры системы Al-Sc, применяемой для повышения свойств особопрочных алюминиевых сплавов. Получение лигатур Al-Sc из расплава в виде быстрозакаленных лент позволяет увеличить содержание Sc в них до 2 мас. %, что значительно выше его равновесной растворимости в Al, причем сплавы не имеют включений интерметаллидов, размеры которых больше наноразмерных.
В ходе совместной работы этого института рядом уральских вузов изучены структурные фазовые превращения в наноразмерных ян-теллеровских (ЯТ) системах. Установлено значительное изменение параметров структурных фазовых переходов при переводе содержащего ЯТ-ионы кристалла в нанокристаллическое состояние. Спрогнозирована возможность неоднофазного состояния нанокристаллической системы с одновременным присутствием в ней низкосимметричной и высокосимметричной ЯТ-фаз.
Сотрудничество Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) и Института электрофизики УрО РАН с рядом российских вузов по изучению пикосекундной синхронизации многоканальных источников высоковольтных импульсов позволило обосновать создание компактных импульсных генераторов радиочастотного излучения с когерентным суммированием мощности, достигающей 10 ГВт.
В Институте элементоорганических соединений (ИНЭОС) им. А.Н. Несмеянова РАН в сотрудничестве с Московским медико-стоматологическим университетом на базе нанопористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена получены биосовместимые нанокомпозиты с уникальными близкими к свойствам природного состава антифрикционными показателями. Наноиндустриальная продукция уже применяется в детской челюстно-лицевой хирургии и, как отмечалось, перспективна при создании антифрикционных биомедицинских материалов.
Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН в сотрудничестве с МГУ им. М.В. Ломоносова и Научно-исследовательским физико-химическим институтом им. Л.Я. Карпова созданы наноразмерные катализаторы с минимальным содержанием благородных металлов (Ru, Pd). Стабильность и высокая эффективность нанопродукции в агрессивных средах перспективны в процессах уничтожения токсичных галогенсодержащих отходов, утилизация которых при использовании других методов - дорогостоящий и экологически опасный проект.
В Институте химии силикатов (ИХС) им. И.В. Гребенщикова РАН (директор акад. В.Шевченко) проводится широкий спектр работ по нанотематике. В частности, изучены новые наноматериалы, перспективные для включения в проекты изготовления электромеханических преобразователей энергии специального назначения, в том числе аморфное металлическое антифрикционное покрытие ротора на основе железа-АМАГ-200 (FeSiB2NbCu), структурированная наночастицами титана, серебра и кобальта сталь для изготовления бандажного стакана ротора и немагнитная сталь повышенной прочности с пределами текучести не менее 1600 МПа.
В Воронежском государственном университете на титане с помощью ВЧ магнетронного напыления созданы однофазные покрытия из нанокристаллического гидроксиапатита с твердостью выше 10 ГПа.
В Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН создан метод адресной доставки 25Mg2+ с помощью катионных порфиринфуллереновых наночастиц РМС16 в клетки миокарда страдающих от медикаментозной гипоксии крыс.
Институтом теоретической и экспериментальной биофизики РАН совместно с Институтом биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН,
Институтом молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН и Казанским институтом биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН разработаны новые подходы к расчетам липидных и белковых молекул, результаты которых применимы при компьютерном дизайне биологически активных макромолекулярных конструкций с использованием наночастиц не биологической природы и биомакромолекул. Такие подходы перспективны при анализе динамики и структуры макромолекул методами ядерно-магнитного резонанса.
Касаясь вопросов развития нанонауки, в целом выступающие отметили:
Проблемы интеграции академической и вузовской науки в России могут быть решены посредством целевого финансирования с привлечением частных капиталовложений. Инвестиции необходимо направить, в частности, на модернизацию технологической базы, закупку оборудования, перевооружение отраслей, обучение специалистов и приглашение на работу по контракту ведущих зарубежных ученых - руководителей признанных научных школ.
Корпоративная наука в России развивается недостаточно активно, использование отраслевых фундаментальных разработок неэффективно. Когда заказ на научные разработки исходит от коммерческих организаций, представляется необходимым предоставление налоговых льгот бизнесу для инвестирования в инновации и реконструкцию отношений с наукой. Создание российских научно-технологических комплексов и наукоградов, в частности, целесообразно осуществлять, базируясь на имеющемся интеллектуальном потенциале с использованием возможностей академгородков. Участие в таких проектах коммерческих предприятий, несомненно, будет способствовать созданию и внедрению в промышленность высоких технологий и формированию цивилизованного рынка интеллектуальной собственности.
Федеральный закон №217 в целом прогрессивен, поскольку позволяет бюджетным учреждениям создавать "старт-ап" предприятия. Вместе с тем отмечается, что в промышленно развитых странах наблюдается переход к более совершенным схемам инновационного развития. Например, в США, наряду с вышеназванным подходом, реализуется четырехзвенная система, в которой научные учреждения проводят разработки в сфере высоких технологий, коммерческие организации ищут рынки сбыта для наукоемкой продукции, промышленные предприятия выпускают экспериментальные партии изделий, бизнес-структуры налаживают серийный выпуск востребованной продукции. В результате все участники инновационного процесса экономически заинтересованы в профессиональном выполнении каждой из сторон своих обязательств. В отличие от "старт-ап" предприятий, реализующих всю цепочку от фундаментальной науки до серийного выпуска, такая схема позволяет оперативно проводить мониторинг результатов исследований и сфер их применения, эффективно защищать интеллектуальную собственность и развивать промышленный выпуск созданной продукции.
В целом подчеркивалось, что весь жизненный цикл инновационной продукции от разработки до серийного выпуска может быть реализован при интеграции усилий академической, вузовской, прикладной науки и отраслевых специализированных инновационных центров и бизнес-структур.
Фото: Л.Раткин
Отзывы читателей
