Двойное дно наноиндустрии

Инвестиционный кран в российской наноиндустрии открыт на полную.

В отрасль широким потоком вливаются сотни миллиардов рублей. Но до сих пор неясно, на какие конкретно технологии и продукты тратятся эти деньги. Ведь наноиндустрия – отрасль двойного назначения, где военный характер исследований никто не скрывает. Но там, где затронуты интересы национальной безопасности, возникает секретность. А значит, и желание сохранить «интимность» финансовых потоков.

Основная проблема нанотехнологий (НТ) кроется в том, что даже среди ученых далеко не все представляют себе, что означает это понятие. Один из пионеров нанотехнологических разработок, ведущий сотрудник IBM, специалист центра IBM Almaden Research Center американец Дон Эйглер как-то заметил, что термин «нанотехнология» – не более чем маркетинговая «примочка», завлекательный ярлык для привлечения инвестиций и общественного интереса. А инвестиции в эту отрасль на волне всеобщего непонимания для ученых становятся способом выколачивания денег из госбюджета. Ибо реально подсчитать, сколько средств и в какие направления передовой технической мысли надо вложить, кроме них самих никто не способен.

Нанотехнологическая сеть

Главный российский лоббист нанотехнологий – член-корреспондент РАН, глава Института кристаллографии, директор Курчатовского института Михаил Ковальчук. Известно, что он входит в ближайшее окружение президента страны Владимира Путина. Михаил Ковальчук – старший брат Юрия Ковальчука, крупнейшего акционера и председателя совета директоров банка «Россия». Именно стараниями Михаила Ковальчука принята программа развития наноиндустрии в России. Разработанная в недрах Минобрнауки и уже прошедшая стадию согласования в правительстве, она получила статус президентской инициативы. Но куда более весомый успех Ковальчука – то, что в рамках уже согласованной федеральной целевой программы по оборудованию научных центров и созданию национальной лаборатории только на развитие инфраструктуры наноиндустрии в ближайшие три года государство выделяет 28 млрд руб.

РНЦ «Курчатовский институт» выиграл конкурс на право стать головной организацией российской наноиндустрии, получив статус национальной лаборатории. По словам первого вице-премьера Сергея Иванова, именно Курчатовский институт будет координировать все работы по этому направлению. Пока еще не сформированный совет по координации исследований в области нанотехнологий и контролю за расходованием выделяемых средств, который возглавит Иванов, займется распределением госфинансирования. А оно обещает быть внушительным. Ведь, по словам министра образования и науки Андрея Фурсенко, за последние годы в развитие нанотехнологий уже вложено 150 млрд руб.

28 млрд рублей, о которых говорилось выше, – это только инвестиции на развитие инфраструктуры и приборной базы наноиндустрии. Как минимум в рамках пяти федеральных программ в сфере нанотехнологий – создания и использования новых материалов в области топливно-энергетического комплекса, здравоохранения, коммуникаций, новых материалов для авиа- и судостроения – только на научные исследования будет тратиться более 10 млрд руб. в год. На образование в рамках еще одного конкурса – инновационных программ вузов – в ближайшие годы уйдет 15 млрд руб. «Для реализации проектов все полностью готово, – отметил Ковальчук. – Ждем только финансирования».

Курчатовский институт в одиночку вряд ли в силах справиться с ролью верховного эксперта по нанотехнологиям. По данным первого заместителя директора по научной работе, доктора технических наук, профессора и лауреата Премии президента РФ Олега Нарайкина, в стране более 500 организаций в разной степени занимаются нанотехнологиями. «Но наша задача состоит не в том, чтобы менторски указать всем место, а в том, чтобы сообщество собрать, организовать и скоординировать его работу. Решения, куда вкладывать средства, могут быть приняты только на основе мнения научного экспертного сообщества, – поясняет Нарайкин. – Речь идет о создании нанотехнологической сети РФ. В этой области неэффективно строить вертикаль. Во-первых, потому что это очень сложная задача, и предприятие на верхушке в одиночку с ней просто не справится. А во-вторых, потому, что НТ по сути своей – это междисциплинарная сфера, даже наддисциплинарная: материаловедение, электроника и т.д. Поэтому вертикаль невозможна, нужно сетевое решение, при котором должен быть координатор». Именно эту функцию, утверждает Нарайкин, намерен выполнять Курчатовский институт как головная организация сети. Но органа, единолично принимающего решения, не будет. И еще один важный момент, который отмечает первый замдиректора по научной работе: Курчатовский институт не станет делить деньги. Это вопрос государства, органов законодательной и исполнительной власти. Они будут принимать решения о финансировании, опираясь на рекомендации экспертного совета.

Член генерального совета «Деловой России», генеральный директор ОмПО «Радиозавод им. А.С. Попова» Иван Поляков полагает, что сумма в 28 млрд руб. является неким компромиссом между предварительными, оценочными расчетами научного сообщества и сегодняшними возможностями государства. Нельзя исключить, по его словам, что в этом процессе примут активное участие крупные российские компании. Причем не только корпорации, контролируемые государством, такие как «Газпром», РАО «ЕЭС», но и частные компании. «Бизнесменов, имеющих достаточно ресурсов для решения подобного рода задач, в стране достаточно. Такое частно-государственное партнерство существенным образом увеличит вливания в развитие нанотехнологий. Думаю, что сумма на начальном этапе реализации может увеличиться в 2–3 раза», – отмечает Поляков.

В свою очередь, аналитик компании «Объединенные стратегические консультанты» Яков Гейгер уверен, что эта сумма вряд ли будет направлена на что-то фантастическое и неизвестное, поскольку за эти деньги предстоит отчитаться и представить результаты работы. «Не думаю, что, инвестируя такие огромные средства, правительство не представляет, на что именно они пойдут. Вряд ли тогда вложения в развитие нанотехнологий делались бы с такой помпой. Без уверенности в успехе инвестиций расходы можно было бы размыть, например, в бюджете Минобороны», – утверждает Гейгер. Но он скептически смотрит на перспективы участия бизнеса в нанотехнологиях: «Не думаю, что отечественные компании делают существенные вложения в исследования в этой области. По крайней мере, публично об этом они не заявляют. Возможно, данную сферу деятельности российские компании стараются не афишировать».

«Сейчас в России стоит вопрос не о деньгах, а о дефиците серьезных проектов. Есть ряд проектов, требующих финансирования и запуска в производство. Но существует несколько направлений, с которыми дело обстоит сложнее, – поясняет Нарайкин. – Например, нанобиотехнологии, позволяющие не просто моделировать человека в технических системах, а в принципе его уже воспроизводить. Пусть не в целом, но в каких-то элементах. В это магистральное направление и надо вкладывать деньги. Но это перспектива многолетняя. Поэтому ее должно финансировать государство, потому что бизнесу сложно инвестировать в долгоиграющие проекты. Ему нужны быстрые результаты и возврат инвестиций. Здесь же быстрой отдачи не будет. Но зато она будет такой, что перевернет мир, в том числе и бизнес, и индустрию».

Пионеры на передовых рубежах

Нанотехнологии уже подаются как революционный прорыв в науке. Это уже было в нашей истории, достаточно вспомнить атомный и космический проекты. Но если сравнивать их с нанотехнологическим, по мнению Нарайкина, обнаружится серьезное отличие. Исходная цель в советских проектах была иной – достижение военного и политического превосходства. Социальные цели вообще не принимались во внимание и реализовывались лишь побочно, за счет появления теоретических наработок и новых рабочих мест. Экономический эффект от атома и космоса не просчитывался, да и проявлялся значительно позже. Спутниковая связь, атомная энергетика появились уже после создания атомной бомбы. При этом речь о создании какого-либо рынка для продуктов космической и атомной индустрий вообще не шла. Все делалось для обеспечения безопасности страны. Нанотехнологический проект, убеждает Нарайкин, преследует иные цели: «Уже на этапе планирования определяются направления двойного назначения – конечно, военные, но и социально-экономические». Кстати, замечает он, научное сообщество еще не определилось, что считать продуктом нанотехнологий. Например, материалы, в которых используются НТ, или созданные исключительно в результате применения НТ. «Я – сторонник первого взгляда; если нанотехнологии приносят результат, значит, это уже продукт НТ. В частности, когда невозможно без них получить материал определенного качества».

Как определить, что такое высокотехнологичная продукция? По мнению Нарайкина, принятое в международной практике ее определение подразумевает, что доля стоимости научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок (НИОКР) в конечной стоимости продукта должна составлять не менее 15%.

Табуретку может сделать кто угодно, но в стоимости самолета весьма значительную часть занимают затраты на исследования и оплату труда ученых. Нанотехнологии отличаются от обычных тем, что здесь доля НИОКР составляет не менее 60%. «Это главная часть, и с ней у нас, вроде бы, пока хорошо. Это мы умеем делать, поэтому НТ – это наш исторический шанс. Сейчас ведутся разработки инструмента для НТ – рентгеновский лазер на свободных электронах, который тоже был придуман в СССР. Другой вопрос, что в некоторых сегментах мы действительно отстали, не потому, что не были готовы технологически или экономически, а из-за неправильных управленческих решений, – поясняет Нарайкин. – Традиционно мы говорим, что отстали в информационных технологиях, точнее, в компьютерной технике. Вовремя не сообразили, что это очень важно, а когда опомнились, приняли ряд ошибочных решений. Мы отстали в элементной базе». С одной стороны, когда производство элементов микроэлектроники вынесено в другие страны, это не очень хорошо. Там дымят заводы и штампуют то, что придумано другими. Но если придумать что-то новое, говорит Нарайкин, то все эти заводы просто встанут, пока им не дадут инструкции по выпуску этого нового. В этом смысле, убежден он, меняется вообще концептуальный подход и понимание развития экономики и индустрии. Раньше США и СССР – наиболее технологически развитые страны – считали, что, по возможности, надо делать все.

«Был изобретен ультразвуковой хирургический инструмент. Делался на токарном станке и имел определенную форму. Это были советские времена, и было легко украсть разработку. Попытались украсть этот инструмент, а он не заработал. Потому что нужно было точно воспроизвести именно такую форму, – продолжает Нарайкин. – Если вы владеете этим интеллектуальным ядром, то вы владеете всем. И в НТ это еще в сто крат важнее». Сейчас только две страны ведут разработки практически по всему спектру НТ – Россия и США. Прочие технически продвинутые державы ведут исследования сегментированно. Просто «не тянут» определенные направления. «Если я спрошу у десяти человек на улице, является ли Южная Корея высокотехнологичной державой, то все десять скажут, что, конечно, так и есть. А на самом деле там нет вообще науки, научных школ. Японцы тоже просто берут технологии и развивают, ничего особенно не изобретая. В индустриальном обществе это позволяло достичь хорошего уровня, но в постиндустриальном обществе будут важны уже другие вещи. Меняется геополитическая ситуация, интеллект становится самым важным. Поэтому нам надо сосредоточиться на том, что мы умеем – придумывать и изобретать. И в НТ это как раз то, что нужно. У нас здесь очень хороший научный задел, и мы находимся на мировом уровне», – подытожил лауреат президентской премии.

Пример нашей передовой позиции – область технологического оборудования для НТ. Есть так называемые нанофабы, большие, сложные, модульного типа станции, объединяющие много операций сразу: контрольных, подготовительных, технологических, финишных. На входе – заготовка нанопродукта, а на выходе – уже конечный продукт. Такие нанофабы разрабатывают и создают только в России и в США. «Наши нанофабы – одни из лучших в мире. Что с того, что разрабатываем их мы, а комплектующие изготавливаются в Ирландии. Они изготовят лучше, и пусть. Главное, что мы их придумали», – резюмирует Нарайкин.

Есть определенные ниши и сегменты рынка, в которых уже сейчас появились продукты НТ. Например, наноструктурированные или легированные материалы с добавлением определенных наночастиц. Их использование позволяет получить совершенно новые качества, недостижимые в обычном случае прочностные, электрические, механические характеристики. Это касается как конструкционных материалов, так и функциональных, которые создаются не для того, чтобы из них что-то строить, а которые можно использовать сами по себе. Например, мембранно-каталитический материал, применимый для очистки воды, промышленных стоков, питьевой воды и так далее. Наномембрана в материале очищает даже от тяжелых металлов: на входе может быть очень грязная вода, а на выходе – родниковая.

В светотехнике тоже есть заметные достижения. Ресурс лампочки накаливания невелик, через 100 часов эксплуатации ее надо менять. Сверхъяркие светодиоды – в чистом виде продукт НТ. Кристалл выращивается на наноподложке, его структура выстраивается подобно микросхеме и встраивается в корпус. Светильники на таких светодиодах потребляют втрое меньше энергии, чем обычные лампочки, а их ресурс – десятки тысяч часов при очень высокой яркости. «Уже принято решение на правительственном уровне об организации полномасштабного производства таких светильников», – рассказывает Нарайкин.

Отечественная НТ-индустрия впереди планеты всей и в области малоактивируемых материалов. Такие материалы предназначены для утилизации деталей ядерных реакторов. Корпус и сам реактор делаются из обычных материалов, которые в течение длительного времени подвергаются интенсивному воздействию нейтронов, вследствие чего возникает индуцированная, или наведенная радиоактивность. С топливом проще, поскольку методы его утилизации уже давно не представляют проблемы. «Но когда надо выводить из эксплуатации реактор, необходимо утилизировать детали конструкции, которые стали радиоактивными. Оказалось, что есть такие материалы, полученные с помощью НТ, которые либо вообще не «активируются», либо активируются очень мало, – утверждает Нарайкин. – Их применение продлевает ресурс эксплуатации установки и снимает проблему ее утилизации». Во всем, что касается научных заделов и опыта, убежден Нарайкин, российские ученые, безусловно, на передовых рубежах. «Но нам нужно впервые в истории очень быстро освоить механизмы запуска рынка».

Постройтесь попарно!

За 11 лет существования концерн «Наноиндустрия» не получил от государства ни копейки. «Мы ходим и объясняем, что нанотехнологии сегодня уже есть. Но все без толку. Есть совсем другая линия, направленная на создание огромных структур и распределение финансовых потоков», – констатирует генеральный директор концерна «Наноиндустрия» академик Российской академии естественных наук, доктор технических наук Михаил Ананян. По его мнению, в России ведется много исследований, но подавляющее большинство останавливается на уровне разработок. Их результат существует, в лучшем случае, в виде образцов, а чаще – в форме отчетов, иногда – патентов на изобретение. На получение зарубежного патента, как правило, у разработчиков денег нет, а с российскими патентами на внешнем рынке работать невозможно. «О государственной программе развития нанотехнологий мы говорим уже лет восемь! Сейчас все еще программы никакой толком нет, но есть уже намерение. Это, конечно, гигантский шаг вперед. Но у нас другой путь. Чтобы из науки что-то толковое получалось, нужно, чтобы были исследования, потом запуск производства и внедрение готового продукта на рынке. Если этой триады нет, то это все – от лукавого, – с сожалением отмечает Михаил Ананян. –Лет 10 назад я искал инвестиции, а сейчас мне они не нужны, мне нужны заказы».

Некий российский фонд предложил Ананяну вложиться в нанопорошки за 75%-ную долю в совместном бизнесе. «Мы посмотрели и обнаружили, что все предприятия, которые они финансировали, перешли во владение фонда. Я не для этого работал столько лет», – объясняет Ананян.

«В Германии я обнаружил установки, разработанные нашими профессорами, например, из Томска. У них есть, а у нас нет, – рассказывает академик и задается риторическим вопросом «Почему сейчас на нанотехнологии выделили 28 млрд рублей? Почему не 70 млрд или не 200 млрд?». «Потому что никто не понимает, на что идут эти деньги, – отвечает Ананян. – Когда я был главным конструктором в Министерстве электронной промышленности, выбивая деньги, я четко излагал свою задачу: каких рубежей достигаю, как конкурирую, например, с американскими разработками. У меня программа была – целый талмуд, где все и КБ, и заводы были расписаны». Сейчас, по словам академика, так не работают, поэтому остается в меру своих сил реализовывать технологическую триаду. Есть нанопродукты, которые уже разработаны, их не надо доделывать, нужно просто поставлять. В концерне есть программа по развитию электроники – 73 проекта, 27 организаций-участников. «Пришел я к товарищам, ответственным за электронику, они говорят, что денег нет. Следующий шаг – 34 проекта в программе по медицине. Посмотрим, удастся ли заинтересовать кого-то или нет, –резюмирует Ананян. – Мы в этой ситуации как кость в горле – все время говорим, что государство медленно работает. Идет нарастающее стратегическое отставание. Это не отставание в нанотехнологиях, это отставание во всех отраслях промышленности, в том числе и ВПК. Вот в чем проблема. И дело не во вложении денег, а в правильном их вложении, в том, кто их делит, распределяет. Один известный лауреат, специалист по нанотехнологиям, который отошел от дел, сказал, что, наверное, надо нанять западных менеджеров. Я с ним согласен: нужно нанять западных аудиторов, которые проследят, кем и как расходуются деньги».

Антибактериальная таможня

Нанотехнологии, по определению, имеют двойное назначение, поэтому могут быть засекречены. В комиссии по экспортному контролю, утверждает Ананян, существуют многостраничные инструкции и правила, чего нельзя делать отечественному нанопроизводителю. По его словам, делать нельзя практически ничего. Но возникает проблема: если эту экспортную щель не приоткрыть, через 5 лет мы на мировом рынке наноиндустрии никому не будем нужны. Свободных ниш не останется.

Академик приводит пример разорительного сотрудничества с турецкой фирмой: «Турки попросили привезти 17 литров коллоидного серебра для покрытия нитей в ткани, что позволяет придать ей антибактериальные свойства. Но на таможне нам объяснили, что коллоидное серебро не входит в специальный перечень товаров, разрешенных к вывозу». Причина – в названии присутствует слово «серебро», значит, драгметалл. В итоге всю прибыль съели таможенные расходы. «Так что у нас есть экспортный контроль, есть таможня. Продавать что-то за рубеж крайне сложно, еще скажут, что Родиной торгуем. Эти случаи всем известны», – поясняет он.

У Ананяна много таких историй. Недавно концерн презентовал в Финляндии туннельный микроскоп «Умка», который помещается в чемодан и стоит $12 000. «Умке» с разрешением в один ангстрем (это десятые доли нанометра) мировых аналогов по цене нет. «Пришлось подписывать с немцами из Нюрнберга контракт по созданию сервисного центра (за их счет) для продажи «Умки». Им нужен был один аппарат. Хотели поставить как выставочный образец. Но нам сказали на таможне, что потом не сможем ввезти. Мы на таможне столько сил и денег оставили! И это гигантская проблема, которой должно заниматься государство», – считает Ананян.

На сегодняшний день российские производители не в состоянии конкурировать с иностранцами в большинстве отраслей: бытовой технике, автомобилестроении, машиностроении, электронике, авиастроении и т.д. Догнать американцев, немцев, японцев по качеству и технологиям мы вряд ли сможем в обозримом будущем. Есть возможность выйти лет через двадцать на конкурентный уровень на основе революционных разработок, которыми и являются нанотехнологии. Но пока государство не торопясь занимается распределением бюджетных миллиардов на проекты будущего, а немногочисленные компании, продвигающие продукты НТ на рынок, пытаются перепрыгнуть таможенный шлагбаум, шанс войти в число технологических лидеров становится все более призрачным.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАТЕРИАЛИЗАЦИЯ

Нарайкин Олег Степанович,

первый заместитель директора по научной работе РНЦ «Курчатовский институт»:

«Безусловно, наших правнуков ждет путешествие в наномир. Особенность нашего национального менталитета в том, что мы обычно плохо соблюдаем дисциплину, в том числе и технологическую. Если есть инструкция провернуть ручку ровно на 1,12 оборота, то инженер может этим легко пренебречь и повернуть на полтора или на один: подумаешь, какая разница! Для русского человека трудно такие вещи соблюсти. Но это оборотная сторона талантливости. Придумывать у нас здорово получается. Массу технологических вещей, реализованных в мире, придумали мы. Пример, бесконечно далекий от НТ, – непрерывное литье заготовок из стали придумано в СССР. А реализовано в массовом виде где угодно. Мы обычно слабее там, где нужна технологическая дисциплина, мы слабее в реализации, не всегда улавливаем тенденции рынка. Поэтому область НТ – это для нас исторический шанс, поскольку здесь доминирующую роль играют идеи. Начиная от продукта, материала, устройства и заканчивая машиной и технологическим оборудованием. Яркий пример – появившиеся уже продукты нанобиотехнологий, например лекарственные. Вообще проблема сегодняшней медицины в том, что болезнь лечится, как при ковровой бомбардировке – цель тоже поражается, но помимо этого все кругом оказывается разбомблено. Та же физиотерапия – это избыточное энергетическое воздействие с последствиями, которые не всегда предсказуемы и от которых тоже, возможно, придется лечиться. Проблема не в том, что не хватает каких-то препаратов, а в их целевой доставке. Препарат нужно в минимальной дозе доставить в точности туда, где он требуется, и тогда мы получим совершенно другой эффект. Разработки в этой области уже практически в двух шагах от рынка. Человек – это самое совершенное устройство. Например, кожа – это распределенный универсальный сенсор, различает температуру, влажность, массу параметров. Если человеку дать две пластиночки, одна из которых будет отличаться на микрон, он в состоянии сказать, что одна толще. Колоссальная точность. Есть область наномикротехники, которая работает над созданием микророботов. В частности, для медицины, для работы в каких-то полостях тела, например в сосудах. Габариты такого робота, его транспортной части будут несколько миллиметров. Но просто ввести его в организм недостаточно, он должен там что-то делать, видеть, двигаться, проводить измерения. А технологический канал – 0,6 – 0,8 миллиметра. И вам в этот канал надо и камеру, и двигатель поместить. Традиционные технологии здесь не работают, возникает необходимость в нанобиосенсорике. Если мы создадим мультисенсор, подобный коже, покроем этой тонкой пленочкой корпус робота, то решим задачу. И такие пленочки уже есть. Но эту собранную информацию нужно передать и обработать. Там же много помех, шумов. Представьте себе, вам в сосуде нужно увидеть атеросклеротическую бляшку. Поэтому эту пленочку надо подшить к искусственной нейронной сети, чтобы обработать сигнал, вывести его на процессор и так далее. Но подшивка к нейронам еще пока не реализована. Нельзя говорить, что вот эта технология появится через 10 лет. Какие-то ее части уже появились сегодня, а весь комплекс – дело будущего. В человеке мы не можем сказать четко: это – материал, а это – функция, организм – единая система. Только «ин витро» можно сказать, что это биологическая ткань, но «ин вива» так сказать нельзя, все условно. Аристотель когда-то начал выделять элементы: огонь, вода, камень и так далее, но тогда природа еще воспринималась как целое и, конечно, была совершенно непонятна. А нанотехнологии возвращают нас к некоему единому целому. Из атомов ведь что угодно можно сложить. Из них состоит и живое, и неживое. Конечно, это не сегодняшнего дня задача, но если мы научимся складывать из атомов, синтезировать что угодно, то какая разница, кто я – биолог, физик или химик – универсальный материализатор. Вся история развития техники – это история попыток разобраться в устройстве человека и скопировать это в технике».

Рейтинг
( Пока оценок нет )
webnewsite.ru / автор статьи
Загрузка ...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: