eng
Существует широкое понимание нанотехнологии (НТ) как ключевой технологии 21 века. Правительство практически каждой страны, поддерживающей исследования и разработки, видит в НТ источник инноваций, воздействие которых может существенно возрасти через конвергенцию с био-, инфо- и когнотехнологиями.
Теги: bibliometric analysis carbon nanostructures nanophotonics nanotechnology библиометрический анализ нанотехнология нанофотоника углеродные наноструктуры
Понимание глобальных процессов развития НТ тесно связано с возможностью их измерения. Официальная статистика пока не вполне справляется с этой задачей из-за сложности создания для этой сферы удовлетворительных классификационных систем. По этой причине достаточно широкое распространение получили библиометрические исследования, имеющие национальную и международную направленность [1]. В России подобные работы также проводятся [2]. Ниже представлен краткий библиометрический анализ развития НТ с оценкой позиций нашей страны.
Общие библиометрические индикаторы
Исходная выборка для проведенного исследования получена при поиске в базе данных (БД) SCI-Expanded по содержащимся в названиях публикаций ключевым словам. Помимо терминов с приставкой "nano", в состав поисковых введены термины: "graphene", "quantum dot", "photonic crystal" и др. Исключены такие, не относящиеся к делу термины, как: "nanogram", "nanosecond" и т. п.
За 1990–2009 годы в указанной БД выделено 303484 публикации по теме, в которых в качестве авторов участвовали представители более 120 стран. На рис.1 представлена лидирующая десятка стран по вкладу в массив таких публикаций. Судя по этим данным, несмотря на повышение интереса отечественных ученых к данной области, вклад России в мировой научный выход за рассматриваемый период весьма существенно снизился (рис.2). Достигнув максимума в 8,1% (1997), он стал неуклонно снижаться вплоть до 3,5% (2009). В результате по этому показателю наша страна переместилась с пятого на десятое место. Если в 1997 году в 100 наиболее продуктивных в области НТ авторов входили 12 россиян, то в 2009 году российских ученых в числе первых 500 авторов уже не было.
Представляется, что эти негативные тенденции стали следствием недостаточного внимания к науке в нашей стране в предшествующие два десятилетия и слабой целевой поддержки ее приоритетных областей на фоне принятия многими странами в начале 2000-х годов национальных программ развития НТ. Ситуацию не смог переломить даже значительный рост финансирования в связи с принятием в 2007 году президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии».
По количеству публикаций в сфере НТ в 2009г. Россию обошли Индия и Тайвань, занимавшие в 1997г. 14-е и 15-е место.
Показатели цитируемости в силу ряда вполне понятных причин, рассчитаны на октябрь 2010г. Можно со значительной долей уверенности заявлять, что за прошедшее время этот показатель изменится незначительно. По кумулятивному показателю цитирования всех публикаций в сфере нано в БД SCI-Expanded за 1990–2008 годы. Россия была на 13-м месте, среднее же число ссылок на одну публикацию по проблеме (9,9) оставляет ее в четвертом десятке стран.
Рассматривая группу публикаций с наивысшим показателем воздействия, следует отметить, что тысячу и более цитирований за рассматриваемый период имели 140 публикаций по теме. В числе их авторов – ученые из 15 стран. Наибольший вклад (103 публикации) принадлежит исследователям из США. Далее следуют Великобритания (10), Нидерланды и Франция (по 8), Япония и Германия (по 7), Швейцария и Китай (по 4), Россия и Италия (по 3 публикации).
На верхних позициях находятся работы, посвященные открытию углеродных нанотрубок (УНТ) (Япония, 9864 ссылки) и фуллеренов (США и Англия, 6930 ссылок), а также методу изготовления массива кремниевых квантовых проводов (Англия, 5386 ссылок). На 9-м и 23-м местах стоят две работы по графену, опубликованные российскими исследователями (Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов – ИПТМ РАН) совместно с учеными из Англии в журнале Science (2004) и со специалистами из Англии и Нидерландов в журнале Nature (2005). На 38-м месте находится статья из Уфимского государственного авиационного технического университета о методах создания наноструктурированных объемных материалов при использовании интенсивной пластической деформации, опубликованная в 2000 году.
По тематической направленности публикаций наивысшую цитируемость имеют работы, посвященные УНТ – 27%. Далее следуют полупроводниковые наноструктуры (17%), нанобиотехнология и наномедицина (12%). Все это характеризует основные интересы мирового нанотехнологического сообщества в рассматриваемый промежуток времени.
К очевидным приоритетам последнего периода относится графен. Достаточно сказать, что из десяти высоко цитируемых публикаций в сфере нано с 2005 г. ему посвящены три наиболее цитируемые. Конечно, внимание к российским работам и высокие показатели их цитируемости (две имеют больше тысячи и девять – больше ста цитирований) в значительной степени определяет соавторство с нашими бывшими соотечественниками А.Геймом и К.Новосёловым, которые «за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена» в 2010 году получили Нобелевскую премию по физике
Следует отметить, что присуждение уже второй Нобелевской премии практически в сфере наноматериалов (первая – по химии в 1996 году "за открытие фуллеренов") свидетельствует об особой роли углеродных наноструктур для НТ.
Об «углеродной» нанотехнологической гонке
Начало гонке положило открытие в 1985 году учеными из США и Великобритании фуллеренов. В 1990 году был найден простой способ их получения, а через три года количество публикаций, посвященных изучению фуллеренов, в мире превысило тысячу в год (рис.3). Столь высокий интерес обусловлен необычными свойствами фуллеренов, открывающими широкие возможности их прикладного использования.
Мировой «фуллереновый бум» предопределил открытие УНТ: сначала многослойных (1991), а затем однослойных (1993). По уникальности свойств и потенциалу применений УНТ превосходят фуллерены, поэтому они сразу же привлекли широкий исследовательский интерес. Мировой поток публикаций по УНТ начал экспоненциально нарастать практически сразу после того, как в 1992 году их научились получать в граммовых количествах. В 2002 году этот поток превысил число публикаций по фуллеренам.
Следующей «точкой роста» в изучении новых форм углерода стало экспериментальное открытие в 2004 году графена – первого двумерного материала толщиной в один атом углерода – возможной будущей основы наноэлектроники (см. рис.3). Взрывной интерес к этому наноматериалу, даже на фоне двух его знаменитых предшественников, продемонстрирован на рис.4.
Участие в изучении углеродных наноструктур приняли более 90 стран. В число первых десяти лидеров по количеству публикаций входят или входили в разные годы индустриально развитые страны: США, Япония, Германия, Великобритания, Франция, Италия, Испания, азиатские «тигры»: Южная Корея, Тайвань, Сингапур. Впечатляющие результаты имеются у развивающихся гигантов: Китая и Индии.
Следует отметить, что Китай находится в лидирующей тройке по всем трем типам углеродных наноструктур, а с 2007 году по числу публикаций в области УНТ вообще занимает первое место. Ученые из Южной Кореи опубликовали свои первые работы по УНТ лишь в 1997 году, однако, уже в 2001 году они обошли Германию и вышли на четвертое место в мире. Значительный прогресс характерен также для Тайваня, поднявшегося в 2008 году на седьмое место. Индия переместилась из второй в первую десятку стран по количеству публикаций в рассматриваемой области. Примечателен стремительный скачок Ирана с 18-го места в 2007 году на 9-е место в 2009 году. Быстро сумел включиться в исследования по углеродным наноструктурам Сингапур.
По публикационной активности в области фуллеренов и УНТ Япония практически не покидала лидирующую тройку, а в области графена она на четвертом месте. Лидер этой гонки – США, которые с небольшими перерывами уступали первенство по фуллеренам Японии, а по УНТ – Китаю. Именно Соединенные Штаты практически первыми перенесли акцент с изучения фуллеренов на УНТ: в 2000 году число публикаций американских ученых по УНТ впервые превысило этот показатель по фуллеренам, а в 2003 году разрыв был уже в разы. За США сразу устремился Китай. В настоящее время именно эти две страны наиболее активны и в изучении графена.
Несмотря на мощный «азиатский вал» публикаций в области углеродных наноструктур, средние показатели их воздействия по БД SCI-Expanded не столь впечатляющи, за исключением публикаций японских ученых по УНТ – «элитный пул» составляют статьи ученых из США и ряда европейских стран.
В поиске и изучении новых форм углерода советская и российская научные школы традиционно удерживали высокую планку и нередко достигали опережающих результатов. Однако не всегда они были замечены и вовремя поддержаны властями страны. Именно государственная поддержка исследований в области фуллеренов, каналами которой стали программное направление «Фуллерены и атомные кластеры» и гранты Российского фонда фундаментальных исследований, позволила России по количеству публикаций длительное время удерживать третье место, которое она лишь в 2005 году уступила Китаю. В исследования были вовлечены основные российские научные центры, значительный вклад внесли институты РАН, а также МГУ им. М.В.Ломоносова.
Важно отметить, что в сфере УНТ, которые стали «любимым дитя» государственной поддержки НТ, в мире наблюдалась интересная картина: именно с принятием рядом стран в начале 2000-х годов нанотехнологических инициатив начал резко нарастать мировой поток посвященных им публикаций (см. рис.3).
Опубликовав вслед за японцами первые работы по УНТ, Россия в дальнейшем упустила сдвиг мирового исследовательского тренда в их пользу и оказалась к 2009 году по количеству публикаций в этой области лишь на 14-м месте.
В Китае изучать УНТ начали позже, однако целенаправленная поддержка государства позволила ему резко нарастить исследовательские усилия в этой области и по количеству ежегодных публикаций выйти на первое место в мире.
Несмотря на то, что Россия – вторая (вслед за Великобританией) по среднему показателю цитируемости опубликованных работ (131.1) по графену, перспективы в этом направлении тоже далеко не ясны. Без опоры на достаточно широкую научную школу (Россия в 2009 году занимала лишь 11-е место в мире по количеству публикаций) это преимущество может прерваться в результате эмиграции одного – двух высокопродуктивных ученых.
Таким образом, хотя ряд российских работ в области углеродных наноструктур, выполненных в Институте элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН, Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф.Иоффе РАН, ИПТМ РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова и др., имеют высокие показатели воздействия, поддерживать широкий фронт и темп исследований на уровне стран-лидеров Россия не в состоянии. Это сужает базу для патентоспособных изобретений, уменьшает возможность появления оригинальных отечественных разработок и патентно-чистых промышленных технологий. Не случайно, генеральный директор ГК «Роснанотех» А.Б.Чубайс, выступая на третьем Нанофоруме в Москве, признал, что в области углеродных наноструктур (фуллерены, УНТ, графен) особых результатов у нас нет. К сожалению, как хорошо понимают многие специалисты, его призыв к созданию промышленных нанотехнологий без развития и поддержки фундаментальных исследований трудно выполним.
Невозможность успешно конкурировать по широкому исследовательскому фронту, в частности, побуждает выявлять для приоритетной поддержки те направления, перспективы которых объективно обоснованы. На эту роль может претендовать, например, нанофотоника.
Библиометрический взгляд на нанофотонику
Нанофотоника (фотонные кристаллы, метаматериалы, лазеры на квантовых точках, нанолазеры, плазмоника) – относительно новое быстро растущее направление. Количество ежегодно публикуемых в мире работ по ней выросло с 1999 по 2009 год в 7,3, тогда как по НТ – в 5,4. По этому показателю Россия не опускалась за данный период ниже седьмого места. Относительно высокой средней цитируемостью публикаций по нанофотонике (14.3) страна в немалой степени обязана международному соавторству (примерно 54% публикаций), причем наиболее тесному с Германией (17%), США (13%) и Великобританией (7%). Развитию международных связей (Россия сотрудничает с 30-ю странами, включая все лидирующие) способствуют, в частности, работающие за рубежом наши бывшие соотечественники.
Если переходить на оценку результативности конкретных исследователей, то десять российских ученых входят в первую сотню наиболее продуктивных в этой области авторов. Пять из них представляют ФТИ РАН, четыре – Международный лазерный центр (МЛЦ) МГУ им. М.В.Ломоносова, один – Центр фотохимии РАН. Наибольшее в мире количество публикаций (155) у А.Желтикова из МЛЦ МГУ. Лучшие показатели цитируемости среди ведущей российской десятки авторов за весь период имеет Н.Леденцов из ФТИ РАН (среднее количество ссылок на одну публикацию – 32,6, индекс Хирша – 24). Обнадеживает то, что у обоих ведущих центров отечественной нанофотоники имеется хороший базис для эффективной кадровой подпитки исследований. Это научно-образовательный центр НТ ФТИ РАН и физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова.
В целом, наиболее активно работы по нанофотонике ведутся в РАН (62% публикаций). Далее следуют МГУ (37%) и Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова (3%). Среди мировых организаций по количеству публикаций РАН уступает лишь Академии наук Китая, значительно превосходя ее по показателю средней цитируемости.
В последнее время «горячей темой» становятся метаматериалы – отсутствующие в природе искусственные среды с уникальными электромагнитными свойствами. Применение подобных метаматериалов, например, в трансформационной оптике способно привести к перевороту в разных областях науки и техники. Не случайно метаматериалы, наряду с УНТ, включены в десять высших достижений материаловедения за последние 50 лет [6].
В России исследования по метаматериалам проводятся, и две работы, выполненные сотрудниками Института физики микроструктур (ИФМ РАН) и Института спектроскопии РАН имеют свыше 100 цитирований. Показатель средней цитируемости российских публикаций по метаматериалам (21,6) превосходит мировой (20,7). Среди наиболее активных российских авторов: М.Горкунов (Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН), А.Жаров (ИФМ РАН), А.Лагарьков (Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН), С.Мысливец (Институт физики им. Л.В.Киренского СО РАН). Таким образом, существуют перспективные направления НТ, в которых у России, согласно библиометрическим показателям и кадровому обеспечению, имеются вполне не плохие позиции.
Хотелось бы отметить следующее: чтобы адекватно понимать глобальные процессы развития НТ, оценивать позиции и возможности разных стран в мировой нанотехнологической гонке, правильно вырабатывать собственную стратегию, необходимы систематически организованные наукометрические исследования, включающие, в том числе и библиометрический мониторинг.
В целом выполненный анализ показал: российской науке даже в трудные 1990-е годы до определенного момента удавалось увеличивать свой вклад в мировой научный выход в области НТ, а минимальная государственная поддержка такого направления, как "фуллерены", позволяет до сих пор сохранять конкурентоспособность в этой области на стадии фундаментальных исследований. Неплохие возможности у России существуют в нанофотонике, графеновой проблематике.
К сожалению, Россия не была среди первых стран, осознавших потенциал НТ и организовавших ее приоритетное финансирование на государственном уровне. Опоздание на 5–7 лет ослабило, как показывают библиометрические рейтинги, конкурентные позиции страны. Перелома ситуации не произошло и в связи с массированным ростом инвестиций в НТ с 2007 года – по количеству публикаций в области нано в БД SCI-Expanded на октябрь 2010 года Россия на 12-м месте. Сможет ли она в дальнейшем перейти к ускоренному наращиванию фундаментальной научной базы – зависит от того, насколько успешно будет преодолена кадровая проблема и правильно настроены механизмы финансирования НТ.
Литература
Can Huang, Ad Notten, Nico Rasters. Nanotechnology publications and patents: A review of social science studies and search strategies. UNU-MERIT Working Paper Series. 2008–58.
Зибарева И.В., Зибарев А.В., Бузник В.М. Российская нанонаука: библиометрический анализ на основе баз данных STN International. – Химия в интересах устойчивого развития, 2010, т. 18, № 2, с.215–227.
Kroto H.W., Curl R.F., Smalley R.E. et al. C-60 Buckminsterfullerene – Nature, 1985, v. 318, Issue 6042, р. 162–163.
Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. – Nature, 1991, v. 354, Issue 6348, р. 56–58.
Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V. et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. – Science, 2004, v. 306, Issue 5296, р. 666–669.
Wood J. The top ten advances in materials science. – Materials Today, 2008, v. 11, № 1–2, р. 40–45.
Общие библиометрические индикаторы
Исходная выборка для проведенного исследования получена при поиске в базе данных (БД) SCI-Expanded по содержащимся в названиях публикаций ключевым словам. Помимо терминов с приставкой "nano", в состав поисковых введены термины: "graphene", "quantum dot", "photonic crystal" и др. Исключены такие, не относящиеся к делу термины, как: "nanogram", "nanosecond" и т. п.
За 1990–2009 годы в указанной БД выделено 303484 публикации по теме, в которых в качестве авторов участвовали представители более 120 стран. На рис.1 представлена лидирующая десятка стран по вкладу в массив таких публикаций. Судя по этим данным, несмотря на повышение интереса отечественных ученых к данной области, вклад России в мировой научный выход за рассматриваемый период весьма существенно снизился (рис.2). Достигнув максимума в 8,1% (1997), он стал неуклонно снижаться вплоть до 3,5% (2009). В результате по этому показателю наша страна переместилась с пятого на десятое место. Если в 1997 году в 100 наиболее продуктивных в области НТ авторов входили 12 россиян, то в 2009 году российских ученых в числе первых 500 авторов уже не было.
Представляется, что эти негативные тенденции стали следствием недостаточного внимания к науке в нашей стране в предшествующие два десятилетия и слабой целевой поддержки ее приоритетных областей на фоне принятия многими странами в начале 2000-х годов национальных программ развития НТ. Ситуацию не смог переломить даже значительный рост финансирования в связи с принятием в 2007 году президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии».
По количеству публикаций в сфере НТ в 2009г. Россию обошли Индия и Тайвань, занимавшие в 1997г. 14-е и 15-е место.
Показатели цитируемости в силу ряда вполне понятных причин, рассчитаны на октябрь 2010г. Можно со значительной долей уверенности заявлять, что за прошедшее время этот показатель изменится незначительно. По кумулятивному показателю цитирования всех публикаций в сфере нано в БД SCI-Expanded за 1990–2008 годы. Россия была на 13-м месте, среднее же число ссылок на одну публикацию по проблеме (9,9) оставляет ее в четвертом десятке стран.
Рассматривая группу публикаций с наивысшим показателем воздействия, следует отметить, что тысячу и более цитирований за рассматриваемый период имели 140 публикаций по теме. В числе их авторов – ученые из 15 стран. Наибольший вклад (103 публикации) принадлежит исследователям из США. Далее следуют Великобритания (10), Нидерланды и Франция (по 8), Япония и Германия (по 7), Швейцария и Китай (по 4), Россия и Италия (по 3 публикации).
На верхних позициях находятся работы, посвященные открытию углеродных нанотрубок (УНТ) (Япония, 9864 ссылки) и фуллеренов (США и Англия, 6930 ссылок), а также методу изготовления массива кремниевых квантовых проводов (Англия, 5386 ссылок). На 9-м и 23-м местах стоят две работы по графену, опубликованные российскими исследователями (Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов – ИПТМ РАН) совместно с учеными из Англии в журнале Science (2004) и со специалистами из Англии и Нидерландов в журнале Nature (2005). На 38-м месте находится статья из Уфимского государственного авиационного технического университета о методах создания наноструктурированных объемных материалов при использовании интенсивной пластической деформации, опубликованная в 2000 году.
По тематической направленности публикаций наивысшую цитируемость имеют работы, посвященные УНТ – 27%. Далее следуют полупроводниковые наноструктуры (17%), нанобиотехнология и наномедицина (12%). Все это характеризует основные интересы мирового нанотехнологического сообщества в рассматриваемый промежуток времени.
К очевидным приоритетам последнего периода относится графен. Достаточно сказать, что из десяти высоко цитируемых публикаций в сфере нано с 2005 г. ему посвящены три наиболее цитируемые. Конечно, внимание к российским работам и высокие показатели их цитируемости (две имеют больше тысячи и девять – больше ста цитирований) в значительной степени определяет соавторство с нашими бывшими соотечественниками А.Геймом и К.Новосёловым, которые «за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена» в 2010 году получили Нобелевскую премию по физике
Следует отметить, что присуждение уже второй Нобелевской премии практически в сфере наноматериалов (первая – по химии в 1996 году "за открытие фуллеренов") свидетельствует об особой роли углеродных наноструктур для НТ.
Об «углеродной» нанотехнологической гонке
Начало гонке положило открытие в 1985 году учеными из США и Великобритании фуллеренов. В 1990 году был найден простой способ их получения, а через три года количество публикаций, посвященных изучению фуллеренов, в мире превысило тысячу в год (рис.3). Столь высокий интерес обусловлен необычными свойствами фуллеренов, открывающими широкие возможности их прикладного использования.
Мировой «фуллереновый бум» предопределил открытие УНТ: сначала многослойных (1991), а затем однослойных (1993). По уникальности свойств и потенциалу применений УНТ превосходят фуллерены, поэтому они сразу же привлекли широкий исследовательский интерес. Мировой поток публикаций по УНТ начал экспоненциально нарастать практически сразу после того, как в 1992 году их научились получать в граммовых количествах. В 2002 году этот поток превысил число публикаций по фуллеренам.
Следующей «точкой роста» в изучении новых форм углерода стало экспериментальное открытие в 2004 году графена – первого двумерного материала толщиной в один атом углерода – возможной будущей основы наноэлектроники (см. рис.3). Взрывной интерес к этому наноматериалу, даже на фоне двух его знаменитых предшественников, продемонстрирован на рис.4.
Участие в изучении углеродных наноструктур приняли более 90 стран. В число первых десяти лидеров по количеству публикаций входят или входили в разные годы индустриально развитые страны: США, Япония, Германия, Великобритания, Франция, Италия, Испания, азиатские «тигры»: Южная Корея, Тайвань, Сингапур. Впечатляющие результаты имеются у развивающихся гигантов: Китая и Индии.
Следует отметить, что Китай находится в лидирующей тройке по всем трем типам углеродных наноструктур, а с 2007 году по числу публикаций в области УНТ вообще занимает первое место. Ученые из Южной Кореи опубликовали свои первые работы по УНТ лишь в 1997 году, однако, уже в 2001 году они обошли Германию и вышли на четвертое место в мире. Значительный прогресс характерен также для Тайваня, поднявшегося в 2008 году на седьмое место. Индия переместилась из второй в первую десятку стран по количеству публикаций в рассматриваемой области. Примечателен стремительный скачок Ирана с 18-го места в 2007 году на 9-е место в 2009 году. Быстро сумел включиться в исследования по углеродным наноструктурам Сингапур.
По публикационной активности в области фуллеренов и УНТ Япония практически не покидала лидирующую тройку, а в области графена она на четвертом месте. Лидер этой гонки – США, которые с небольшими перерывами уступали первенство по фуллеренам Японии, а по УНТ – Китаю. Именно Соединенные Штаты практически первыми перенесли акцент с изучения фуллеренов на УНТ: в 2000 году число публикаций американских ученых по УНТ впервые превысило этот показатель по фуллеренам, а в 2003 году разрыв был уже в разы. За США сразу устремился Китай. В настоящее время именно эти две страны наиболее активны и в изучении графена.
Несмотря на мощный «азиатский вал» публикаций в области углеродных наноструктур, средние показатели их воздействия по БД SCI-Expanded не столь впечатляющи, за исключением публикаций японских ученых по УНТ – «элитный пул» составляют статьи ученых из США и ряда европейских стран.
В поиске и изучении новых форм углерода советская и российская научные школы традиционно удерживали высокую планку и нередко достигали опережающих результатов. Однако не всегда они были замечены и вовремя поддержаны властями страны. Именно государственная поддержка исследований в области фуллеренов, каналами которой стали программное направление «Фуллерены и атомные кластеры» и гранты Российского фонда фундаментальных исследований, позволила России по количеству публикаций длительное время удерживать третье место, которое она лишь в 2005 году уступила Китаю. В исследования были вовлечены основные российские научные центры, значительный вклад внесли институты РАН, а также МГУ им. М.В.Ломоносова.
Важно отметить, что в сфере УНТ, которые стали «любимым дитя» государственной поддержки НТ, в мире наблюдалась интересная картина: именно с принятием рядом стран в начале 2000-х годов нанотехнологических инициатив начал резко нарастать мировой поток посвященных им публикаций (см. рис.3).
Опубликовав вслед за японцами первые работы по УНТ, Россия в дальнейшем упустила сдвиг мирового исследовательского тренда в их пользу и оказалась к 2009 году по количеству публикаций в этой области лишь на 14-м месте.
В Китае изучать УНТ начали позже, однако целенаправленная поддержка государства позволила ему резко нарастить исследовательские усилия в этой области и по количеству ежегодных публикаций выйти на первое место в мире.
Несмотря на то, что Россия – вторая (вслед за Великобританией) по среднему показателю цитируемости опубликованных работ (131.1) по графену, перспективы в этом направлении тоже далеко не ясны. Без опоры на достаточно широкую научную школу (Россия в 2009 году занимала лишь 11-е место в мире по количеству публикаций) это преимущество может прерваться в результате эмиграции одного – двух высокопродуктивных ученых.
Таким образом, хотя ряд российских работ в области углеродных наноструктур, выполненных в Институте элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН, Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф.Иоффе РАН, ИПТМ РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова и др., имеют высокие показатели воздействия, поддерживать широкий фронт и темп исследований на уровне стран-лидеров Россия не в состоянии. Это сужает базу для патентоспособных изобретений, уменьшает возможность появления оригинальных отечественных разработок и патентно-чистых промышленных технологий. Не случайно, генеральный директор ГК «Роснанотех» А.Б.Чубайс, выступая на третьем Нанофоруме в Москве, признал, что в области углеродных наноструктур (фуллерены, УНТ, графен) особых результатов у нас нет. К сожалению, как хорошо понимают многие специалисты, его призыв к созданию промышленных нанотехнологий без развития и поддержки фундаментальных исследований трудно выполним.
Невозможность успешно конкурировать по широкому исследовательскому фронту, в частности, побуждает выявлять для приоритетной поддержки те направления, перспективы которых объективно обоснованы. На эту роль может претендовать, например, нанофотоника.
Библиометрический взгляд на нанофотонику
Нанофотоника (фотонные кристаллы, метаматериалы, лазеры на квантовых точках, нанолазеры, плазмоника) – относительно новое быстро растущее направление. Количество ежегодно публикуемых в мире работ по ней выросло с 1999 по 2009 год в 7,3, тогда как по НТ – в 5,4. По этому показателю Россия не опускалась за данный период ниже седьмого места. Относительно высокой средней цитируемостью публикаций по нанофотонике (14.3) страна в немалой степени обязана международному соавторству (примерно 54% публикаций), причем наиболее тесному с Германией (17%), США (13%) и Великобританией (7%). Развитию международных связей (Россия сотрудничает с 30-ю странами, включая все лидирующие) способствуют, в частности, работающие за рубежом наши бывшие соотечественники.
Если переходить на оценку результативности конкретных исследователей, то десять российских ученых входят в первую сотню наиболее продуктивных в этой области авторов. Пять из них представляют ФТИ РАН, четыре – Международный лазерный центр (МЛЦ) МГУ им. М.В.Ломоносова, один – Центр фотохимии РАН. Наибольшее в мире количество публикаций (155) у А.Желтикова из МЛЦ МГУ. Лучшие показатели цитируемости среди ведущей российской десятки авторов за весь период имеет Н.Леденцов из ФТИ РАН (среднее количество ссылок на одну публикацию – 32,6, индекс Хирша – 24). Обнадеживает то, что у обоих ведущих центров отечественной нанофотоники имеется хороший базис для эффективной кадровой подпитки исследований. Это научно-образовательный центр НТ ФТИ РАН и физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова.
В целом, наиболее активно работы по нанофотонике ведутся в РАН (62% публикаций). Далее следуют МГУ (37%) и Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова (3%). Среди мировых организаций по количеству публикаций РАН уступает лишь Академии наук Китая, значительно превосходя ее по показателю средней цитируемости.
В последнее время «горячей темой» становятся метаматериалы – отсутствующие в природе искусственные среды с уникальными электромагнитными свойствами. Применение подобных метаматериалов, например, в трансформационной оптике способно привести к перевороту в разных областях науки и техники. Не случайно метаматериалы, наряду с УНТ, включены в десять высших достижений материаловедения за последние 50 лет [6].
В России исследования по метаматериалам проводятся, и две работы, выполненные сотрудниками Института физики микроструктур (ИФМ РАН) и Института спектроскопии РАН имеют свыше 100 цитирований. Показатель средней цитируемости российских публикаций по метаматериалам (21,6) превосходит мировой (20,7). Среди наиболее активных российских авторов: М.Горкунов (Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН), А.Жаров (ИФМ РАН), А.Лагарьков (Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН), С.Мысливец (Институт физики им. Л.В.Киренского СО РАН). Таким образом, существуют перспективные направления НТ, в которых у России, согласно библиометрическим показателям и кадровому обеспечению, имеются вполне не плохие позиции.
Хотелось бы отметить следующее: чтобы адекватно понимать глобальные процессы развития НТ, оценивать позиции и возможности разных стран в мировой нанотехнологической гонке, правильно вырабатывать собственную стратегию, необходимы систематически организованные наукометрические исследования, включающие, в том числе и библиометрический мониторинг.
В целом выполненный анализ показал: российской науке даже в трудные 1990-е годы до определенного момента удавалось увеличивать свой вклад в мировой научный выход в области НТ, а минимальная государственная поддержка такого направления, как "фуллерены", позволяет до сих пор сохранять конкурентоспособность в этой области на стадии фундаментальных исследований. Неплохие возможности у России существуют в нанофотонике, графеновой проблематике.
К сожалению, Россия не была среди первых стран, осознавших потенциал НТ и организовавших ее приоритетное финансирование на государственном уровне. Опоздание на 5–7 лет ослабило, как показывают библиометрические рейтинги, конкурентные позиции страны. Перелома ситуации не произошло и в связи с массированным ростом инвестиций в НТ с 2007 года – по количеству публикаций в области нано в БД SCI-Expanded на октябрь 2010 года Россия на 12-м месте. Сможет ли она в дальнейшем перейти к ускоренному наращиванию фундаментальной научной базы – зависит от того, насколько успешно будет преодолена кадровая проблема и правильно настроены механизмы финансирования НТ.
Литература
Can Huang, Ad Notten, Nico Rasters. Nanotechnology publications and patents: A review of social science studies and search strategies. UNU-MERIT Working Paper Series. 2008–58.
Зибарева И.В., Зибарев А.В., Бузник В.М. Российская нанонаука: библиометрический анализ на основе баз данных STN International. – Химия в интересах устойчивого развития, 2010, т. 18, № 2, с.215–227.
Kroto H.W., Curl R.F., Smalley R.E. et al. C-60 Buckminsterfullerene – Nature, 1985, v. 318, Issue 6042, р. 162–163.
Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. – Nature, 1991, v. 354, Issue 6348, р. 56–58.
Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V. et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. – Science, 2004, v. 306, Issue 5296, р. 666–669.
Wood J. The top ten advances in materials science. – Materials Today, 2008, v. 11, № 1–2, р. 40–45.
Отзывы читателей
