Нанотехнологии стучатся в дверь

– Ведущие производители микросхем уже давно подошли к наноразмеру. Представьте себе, что на пластине размером 2 х 2 сантиметра сейчас помещаются полтора миллиарда транзисторов. А прогресс требует их с каждым годом все больше и больше. Академик Жорес Алферов еще в девяностых годах проводил семинары по нанотехнологиям в электронике. Так что нет ничего удивительного в том, что мы уже три года назад стали заниматься ими, – говорит замдиректора центра Александр Рудый.

На самом деле центр организовался еще в середине девяностых годов, когда в Ярославле институт микроэлектроники Российской академии наук создал «Центр анализа веществ» на базе Демидовского университета. Но с годами он постепенно хирел, и в 2006 году демидовцы объединили усилия с физико­технологическим институтом Академии наук (ФТИАН, бывший институт микроэлектроники) и создали новый центр, который стал изучать уже набирающие популярность наночастицы. И оказались в нужном месте, причем на полгода раньше всех. Спустя шесть месяцев нанотехнологии были на устах у первых лиц государства и стали нашей идеей фикс.

Нанотехнологии, казалось бы, должны были начать идти в светлое будущее семимильными шагами, но их сдерживало отсутствие экспериментальной базы. Сделать какую­нибудь наноструктуру – еще полдела. А вот проанализировать, правильно ли ее сделали, нет ли дефектов, – для этого нужны приборы, а их стоимость может составлять несколько миллионов долларов. И вот центр коллективного пользования закупает дорогие приборы, которые ни одно частное предприятие не может себе позволить. Но зато любой желающий может заказать анализ своей продукции в центре. Однако выяснилось, что в Ярославле нанотехнологов днем с огнем не сыскать. Зато очень многие стали прибавлять к своей продукции модную приставку «нано».

– Есть такое направление – порошковая металлургия. Это когда из микропорошка под давлением делали детали. Но никто же не называл это нанотехнологиями, а сейчас добавят наночастицы в полимеры и уже гордо считают себя нанотехнологами. С таким же успехом мы уборщицу можем называть нанотехнологом, она ведь тоже с наночастицами пыли работает, – смеется Александр Рудый.

Их не видно, но они есть

В Ярославле появились оздоровляющие наногели, нанокраски, чуть ли не сапожный нанокрем. Но вот предприятий, которые бы занимались не сменой вывески, а реальным делом, в центр пришло немного. Одно наносило наночастицы на режущую поверхность, второе выпускало сверхтонкую пленку. И самый крупный клиент ярославцев – РГАТА совместно с НПО «Сатурн». В Рыбинске в середине октября Российская госкорпорация нанотехнологий, НПО «Сатурн» и Газпромбанк создали совместное предприятие «Новые инструментальные решения». Объем инвестиций в проект составляет 1 миллиард рублей, из которых 500 миллионов выделит госкорпорация. Основной продукцией станет твердосплавный инструмент для обработки деталей авиадвигателей, а также для предприятий машиностроительных отраслей. Наноструктурированные покрытия увеличивают жизненный цикл инструмента в 2,5 раза. Улучшение технических характеристик инструмента с нанопокрытиями приводит к существенному увеличению производительности труда и снижению себестоимости изготавливаемой продукции. Ярославский наноцентр проводил диагностику этих технологий. Но это один из немногих случаев взаимодействия с земляками.

Многие наноизобретатели вне рамок сотрудничества. Ярославцы то ли не знают о наличии такого центра, то ли не торопятся идти дорогой трудной, но президентом указанной. Вот в Ярославле одно предприятие делало лекарство от туберкулеза из смеси наночастиц серебра и антибиотиков. Сами работали, ничего не зная про наноцентр.

– Даже эксперименты на мышах самостоятельно ставили, потому что в Москве, в институте туберкулеза, в этот момент все были в отпусках, – говорит координатор проекта по созданию антитуберкулезного лекарства Иван Завойстый.

И в демидовско­-фтиановском центре тоже ничего про нанолекарство не слышали. Единственное, что знают, – в медакадемии интересовались возможностью взаимодействия наночастиц и лекарств.

Ученые из Ярославского технического университета придумали, как эффективнее очищать воду до нормального состояния. В основе их метода – порошок магнетит. Это наночастицы, размер которых в миллиард раз меньше метра.
Политеховцы пытались внедрить свой проект. Для этого требовался всего миллион рублей. Ни одно ярославское предприятие не решалось выделить такие деньжищи! ЯГТУ пытался достучаться до Москвы.

– Мы писали заявку на грант в федеральное агентство по науке и инновациям и даже ответа не получили. А вот польский Быдгощский университет нашел ярославцев и вышел на них с предложением купить технологию, – рассказал заведующий кафедрой охраны труда и природы ЯГТУ Владимир Макаров.

В Угличе ведущий научный сотрудник отдела физической химии Всероссийского НИИ маслоделия и сыроделия Игорь Смыков уже два десятка лет занимается исследованием наноструктуры молока, молочных продуктов и микроорганизмов, которые используются в молочной промышленности.

Пионеров нанотехнологий в Ярославле и области немного, и они страшно далеки друг от друга.

– Мы пытались наладить контакты с радиозаводом, приглашали на нашу конференцию по наноэлектронике и направляли запрос на предприятия, производящие кабели, чтобы узнать, не ведется ли у них работа с нанокомпозитами, – рассказывает Александр Рудый.

Ситуация схожа с тем, как конструктор самолетов ходит по городу и у всех спрашивает: не надо ли вам воздушный корабль спроектировать? По идее в Ярославле следует создать надструктурный наноцентр, который включал бы в себя и новейшее оборудование Центра коллективного пользования, и мощности «Сатурна», и маленькие ярославские фирмы, чтобы технологии и заказы не уходили в другие страны и регионы. Да и каждый по отдельности не изобретал бы велосипед.

Демидовский университет тем временем нацелен на дальнейшее развитие. Во­первых, он уже два года подряд выигрывает конкурсы и входит в федеральную целевую программу, согласно которой получает заказы от государства на работу, и это его обязывает половину от полученной прибыли тратить на покупку новых приборов. Их уже на 300 миллионов, а будет еще больше. Многие приборы устанавливаются в считанные дни. Например, недавно ярославцы получили имитирующий солнце аппарат «Oriel I­V» и ждут просвечивающий электронный микроскоп стоимостью 1,6 миллиона евро.

Яркадры решают все

Но техника бесполезна без людей, умеющих ею пользоваться. ЯрГУ создает систему подготовки специалистов в области наноэлектроники. В 2007 году в рамках специальности «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы» открыли специализацию «Наноэлектроника». В 2008 году появилась кафедра (а в 2010 планируют и специальность) «Нанотехнология в электронике», подготовка по которой будет осуществляться на базе Ярославского филиала ФТИАН. Университет развивает партнерские связи с центрами нанонауки университетов финского города Ювяскюля и немецкого Мюнстера. Часть студентов старших курсов может продолжить образование по магистерской программе «Nanoscience» в университете Ювяскюля и даже поступить в аспирантуру ЯрГУ, ФТИАН и финского вуза по специальности «Наноэлектроника».

Студенты уже с первых курсов учатся работать на современной технике и начинают жить активной наножизнью. Так, например, на всероссийском молодежном образовательном форуме «Селигер­-2009», где участвовали и ярославцы, студенты представляли свои проекты. В одном речь шла о производстве молекулярно­углеродного сита для выделения азота повышенной чистоты. В другом проекте были использованы нанотехнологии, позволяющие повышать качество новых видов строительных материалов. Третья разработка предназначалась для увеличения износостойкости стальных изделий, а четвертая разделяла молекулы воздуха, что позволяло открыть путь в теплоэнергетику нового поколения.

Ярославль сейчас находится на очень выгодной позиции для старта. Есть центр с мощной технической базой, кузница кадров, крупные, средние и даже малые промышленные предприятия, которые готовы все новое внедрять. Есть поддержка нанотехнологий президентом Дмитрием Медведевым. Осталось сложить все это воедино, совершить решающий эволюционный скачок и стать одним из передовых городов будущего.