| | Проблемы современной экономики, N 4 (24), 2007 | | ИННОВАЦИОННАЯ ПАРАДИГМА РАВИТИЯ НАНОИНДУСТРИИ И ПРОБЛЕМЫ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ (Приглашение к новой дискуссии) | | Остапюк С. Ф. начальник отдела Департамента научно-технической и инновационной политики Министерства образования и науки России,
профессор кафедры менеджмента инвестиций и инноваций Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова,
кандидат технических наук
| |
| | Программа развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года (далее – Программа) разрабатывается во исполнение Президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии» от 24 апреля 2007 г. № Пр-688 и учитывает основные положения «Стратегии развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года» и Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года.
Программа направлена на концентрацию и координацию финансовых и организационных ресурсов для проведения междисциплинарных исследований и формирования в Российской Федерации интегрированного саморазвивающегося комплекса производственных, научных, образовательных и финансовых организаций различных форм собственности, осуществляющих деятельность по созданию конкурентоспособной интеллектуальной и промышленной наукоемкой продукции с высоким уровнем добавленной стоимости и ранее недостижимыми технико-экономическими показателями. Основанная на высоком научно-образовательном потенциале России, прогрессивных прорывных и междисциплинарных исследованиях, научно и экономически обоснованном практическом использовании новых нетрадиционных свойств и функциональных возможностей материалов и систем различной физико-химической природы при переходе к наномасштабам. Программа должна обеспечить создание конкурентных преимуществ России на мировом рынке высоких технологий и формирование научно-технического потенциала России, адекватного современным вызовам мирового технологического развития.
В настоящее время происходит формирование мирового рынка в сфере наноиндустрии. Через 2–3 года прогнозируется активный раздел этого рынка. К 2008 году его объем составит, по оценкам экспертов, около 700 млрд долларов США. Завершение процесса разделения мирового рынка в сфере наноиндустрии ожидается к 2015 году. При этом его объем возрастет, по экспертным оценкам, до 1,0–1,2 трлн долларов США.
В настоящее время Россия располагает достаточным научным и кадровым потенциалом для целенаправленного развития работ в области наноиндустрии.
Фундаментальные поисковые исследования и разработку нанотехнологий осуществляют более 150 научных организаций численностью около 20 тыс. исследователей. Около 70 российских организаций производят и реализуют продукцию наноиндустрии в объеме 3,5–4 млрд рублей в год.
С использованием нанотехнологий разработаны металлические материалы с двукратным повышением важнейших эксплуатационных свойств, в том числе работающие в условиях интенсивного воздействия температуры, химических реагентов, статических и динамических нагрузок, и освоено их промышленное производство. Уникальной является российская разработка биочувствительных наноконструкций, которые могут применяться как биодатчики в оптических биосенсорах – портативных экспресс-анализаторах жидкостей (включая кровь, лимфу и т. п.) в клинической диагностике, в качестве «носителей» генетического материала, биологически активных соединений и реакционных центров в генной и нейтронозахватной терапии. Ряд предприятий и научных учреждений страны успешно занимаются разработкой нанодисперсных металлических компонентов, окислителей и катализаторов, позволяющих расширить пределы регулирования скорости горения твердых ракетных и специальных топлив. В области гетероструктурной оптоэлектроники для создания высокоэффективных лазеров в России впервые были использованы гетероструктуры с наноразмерными слоями и имеются все условия для организации в ближайшее время промышленного производства наногетероструктурной электроники мирового уровня.
По научно-техническому уровню разработок Российская Федерация и ведущие в этой области страны находятся фактически на одинаковых стартовых позициях. В рамках государственного заказа работы по развитию наноиндустрии проводятся по мероприятиям ряда действующих федеральных целевых программ, непрограммной части Федеральной адресной инвестиционной программы, специальных программ Министерства обороны Российской Федерации, программ Российской академии наук и Российской академии медицинских наук.
На развитие российской экспериментальной и технологической базы в области наноиндустрии ориентирована федеральная целевая программа «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы», утвержденная постановлением № 498 Правительства Российской Федерации 2 августа 2007 г.
На целевую реализацию государственной политики в области развития наноиндустрии нацелена государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий», создание которой предусмотрено федеральным законом № 139-ФЗ от 19 июля 2007 г.
Стратегической целью в области развития нанотехнологий является формирование российского сектора наноиндустрии, способного позиционировать свою продукцию на равных с ведущими странами мира в ключевых областях науки и техники, ресурсо- и энергосбережении, в создании экологически адаптированных современных промышленных производств, в здравоохранении и производстве продуктов питания, в качестве и уровне жизни населения, обороноспособности и безопасности государства.
Формирование национальной наноиндустрии должно стать важнейшим стратегическим направлением, определяющим новые подходы к преобразованию отечественной промышленности.
Ожидается, что в области развития нанотехнологий по итогам реализации Программы к 2015 г. доля отечественной продукции наноиндустрии в общем объеме продукции наноиндустрии, реализованной на российском рынке, составит 30–35 %, объем продаж российской продукции наноиндустрии – 250–300 млрд руб., объем платежей от экспорта продукции наноиндустрии – 70–75 млрд руб.
Для достижения стратегической цели Программы в области развития нанотехнологий должно быть увеличено: число инновационно-активных организаций, работающих в области наноиндустрии, объемы негосударственных инвестиций в развитие предприятий наноиндустрии; число выданных патентов (свидетельств) Российской Федерации и международных на изобретения в нанотехнологической сфере. Реализация стратегической цели Программы включает два этапа: первый этап – 2008–2010 гг., второй этап – 2011–2015 гг.
Цель реализации первого этапа – формирование конкурентоспособного сектора исследований и разработок в области наноиндустрии для поддержания научно-технического паритета Российской Федерации с ведущими странами мира по перспективным направлениям науки, определяющим стратегию развития наноиндустрии, и создание системы коммерциализации объектов интеллектуальной собственности в области нанотехнологий.
Для ее достижения необходимо решение следующих задач:
а) формирование инфраструктуры наноиндустрии на современном уровне ведущих стран мира, включая ее приборно-инструментальную, информационно-аналитическую и методическую составляющие;
б) формирование системы подготовки и переподготовки кадров для проведения исследований и разработок в области наноиндустрии;
в) расширение исследований и разработок по перспективным направлениям развития наноиндустрии;
г) создание системы содействия продвижению продукции наноиндустрии на внутренний и внешний рынок и условий для роста негосударственных инвестиций в развитие наноиндустрии.
В рамках решения указанных задач будут сформированы фундаментальные научно-технические и технологические основы устойчивого развития наноиндустрии на базе современной научно-производственной инфраструктуры и систем подготовки кадров для наноиндустрии, а также коммерциализации объектов интеллектуальной собственности в виде национальной нанотехнологической сети (ННС).
Цель второго этапа – формирование институциональных условий для масштабного наращивания объема производства продукции наноиндустрии и выхода профильных российских компаний на мировой рынок высоких технологий.
Для ее достижения должны быть решены следующие задачи:
а) формирование эффективных механизмов коммерциализации результатов исследований и разработок в области наноиндустрии, в том числе на основе государственно-частного партнерства;
б) формирование производственно-территориальных кластеров, создающих, производящих и реализующих на рынках высоких технологий продукцию наноиндустрии;
в) создание условий для эффективного продвижения продукции наноиндустрии на мировой рынок высоких технологий.
В рамках указанных задач на втором этапе будет сформирована система кластеров, обеспечивающих создание, производство, продвижение на рынок высоких технологий конкурентоспособной продукции наноиндустрии с использованием механизмов государственно-частного партнерства.
Определение количественных значений основных индикаторов реализации Программы проведено с учетом: тенденций развития наноиндустрии в России и экономически развитых странах мира; динамики ключевых макроэкономических показателей социально-экономического развития страны; целей и задач развития наноидустрии в соответствии с Президентской инициативой «Стратегия развития наноиндустрии», а также принятых ранее профильных бюджетных программ в инновационной и научно-технической сфере; планируемых объемов государственного финансирования наноиндустрии.
Экспертный анализ проводимых в Российской Федерации работ в области наноиндустрии дал основания отнести к приоритетным следующие направления развития.
Фундаментальные исследования феномена и процессов наномасштабов: биологические и биохимические механизмы в наномасштабных и наноструктурированных случаях; термодинамика и самоорганизация наносистем; эволюционная физикохимия нанодисперсных веществ; фотофизика наносистем; консервативная и диссипативная самоорганизации наносистем, формирование объемных наноструктурированных материалов, создание и изучение новых нановеществ на основе метастабильных кластерных форм; моделирование процессов формирования наноструктур и наноматериалов в квазиравновесных и сильно неравновесных условиях; разработка фундаментальных основ технологий получения нанокластеров металлов с фрактальной поверхностью и изучение их физических, физико-химических, в том числе каталитических свойств; общие закономерности кристаллохимии наноматериалов; физико-химическая природа морфологического многообразия наноструктур; выявление векторов, лежащих в основе механизмов, по которым строятся наночастицы; фундаментальные основы кооперативных и транспортных явлений в наносистемах; исследование коллективных явлений и электронного транспорта в низкоразмерных проводниках и наноструктурах; изучение критических явлений при транспорте несмачивающих жидкостей в неупорядоченных наноструктурированных материалах; фундаментальные основы технологий мехатроники; квантовые взаимодействия макроскопических тел и квантовые основы наномеханики; физические основы нанометрологии.
Наноматериалы: нанокомпозиционные материалы со специальными механическими свойствами для сверхпрочных, сверхэластичных, сверхлегких конструкций; теплозащитные и износостойкие наноструктурные покрытия; нанокомпозиционные материалы с высокими антифрикционными и противоизносными свойствами для уменьшения механических потерь; нанокомпозиционные краски и покрытия, обеспечивающие новые потребительские свойства (самовосстанавливаемость, самоочищаемость, цветовые эффекты и т. д.); нанокомпозиционные материалы со сверхнизким коэффициентом теплового расширения, высокими гигиеническими и безопасными свойствами; нанокомпозиционные и нанодисперсные материалы для высокоэффективной сепарации и избирательного катализа; нанокомпозиционные материалы с особой устойчивостью к экстремальным факторам для термически- , химически- и радиационно-стойких конструкций; нанокомпозиционные материалы, обладающие «интеллектуальными» свойствами, включая адаптивность, ассоциативность, память; наноструктуры и нанокомпозиции для электронных и фотонных информационных систем; нанокомпозиционные материалы для генерации, преобразования и хранения энергии; специальные нанокомпозиционные адаптивные материалы с низкой эффективной отражающей или сверхвысокой поглощающей способностью в СВЧ и оптическом диапазонах длин волн; специальные нанодисперсные материалы с максимально эффективным энерговыделением, в том числе импульсным; нанокатализаторы для снижения нежелательных выбросов из двигателей внутреннего сгорания; нанокомпозиционные биосовместимые материалы для замещения тканей и органов; наночастицы для антибактериального применения; биоактивные покрытия для заживления ран; самозаживающие нанокомпозиты; биоразрушаемые химикаты для питания растений и защиты их от насекомых, улучшения генофонда животных и растений; наноэмульсии для герметизации; углеродные нанотрубки для новых типов упаковок с улучшенными функциональными свойствами;
Нанотехнологии: технология создания и разработки электрооптических жидкокристаллических наносистем, в том числе полимер-диспергированных структур с нанообъектами, разработка методов оптимизации рельефа поверхностей раздела в сложных сэндвич-структурах при использовании поверхностных электромагнитных волн; машиностроительные нанотехнологии для механической и корпускулярной обработки с наноточностью; физико-химические нанотехнологии, основанные на атомно-молекулярной химической сборке и самосборке неорганических и органических веществ; зондовые и пучковые нанотехнологии, обеспечивающие нанослоевой тотальный синтез, наноразмерные локальные процессы нанесения, удаления и модифицирования вещества; биомедицинские нанотехнологии для сверхлокальной наноизбирательной диагностики, терапии, хирургии и генной инженерии; новые типы лекарств и маршруты их доставки к ранее недостижимым участкам организма, сенсорные системы, обнаруживающие возникновение заболевания в организме; нанотехнологии обработки и передачи информации; нанотехнология создания энергетических установок на топливных элементах; нанотехнологии для вооружения и военной техники; ориентированные углеродные нанотрубки для опреснения морской воды; нанотехнологии мониторинга и улучшения состояния окружающей среды; тестовые технологии, основанные на наномассивах, для тестирования ДНК; нанотехнологии для развития высококачественной печати и гравировки защищенных от подделки документов и валюты.
Метрология, стандартизация и сертификация в сфере нанотехнологий и наноматериалов: высокоразрешающие методы контроля структуры, химического состава и геометрии нанообъектов и наноматериалов; экспресс-методы регистрации электрических, оптических, магнитных и акустических и других видов полей наноразмерных объектов; методы и средства для визуализации, тестирования и изучения биообъектов, в том числе клеток крови человека, на основе использования жидких кристаллов, фуллеренов и нанотрубок в экспресс-анализе конфигурации клеток, ответственной за наличие патологии; специализированное контрольно-диагностическое оборудование для проведения исследований свойств наночастиц, наноструктур и наноматериалов; методы и инструменты надежного контроля характеристик нано-метериалов, приспособлений, систем, необходимых для прогресса в фундаментальных наноисследованиях, в разработке наноматериалов, для оценки их влияния на окружающую среду, здоровье и безопасность людей, включая и стадию производства новых продуктов наномасштабов; новые стандарты измерения и оценки безопасности производства и использования продуктов нанотехнологий, в т. ч. вероятных системных эффектов производства и использования продуктов нанотехнологий в производстве электронной техники, строительных материалов, пищевых продуктов, биологически активных добавок к пище, парфюмерно-косметической продукции, медицинских препаратов.
Наносистемы (наноустройства, нанооборудование): нанохимические компоненты (сорбенты, катализаторы, насосы, реакторы) для высокоэффективной очистки, избирательного сверхскоростного высокопроизводительного синтеза, атомно-молекулярной инженерии; наноэлектронные компоненты (элементная база) для сверхинтегрированных сверхмощных сверхскоростных систем генерации, хранения, передачи и обработки информации; нанооптические компоненты (элементная база – излучатели, фотоприемники, преобразователи) для энергетически эффективной светотехники, систем сверхскоростной «сверхплотной» высокопомехозащищенной передачи и обработки информации; наноинструмент для процессов атомно-молекулярной инженерии; наноструктурированные микропроцессоры; информационно-аналитические системы для создания надежных виртуальных моделей нанопроцессов и новых наноструктур с использованием супер-ЭВМ; интегральные наносенсорные устройства минимального размера, веса, энергопотребления, способные собирать, обрабатывать и передавать огромное количество данных; легкие запоминающие устройства с мультитерабитными емкостями; наноэлементы и приборы с использованием квантовых эффектов; новое поколение гетороструктур с сегнетоэлектрическими нанокристаллами; полупроводниковые приборы квантовой наноэлектроники; нанокомпоненты для активации газов, жидкостей, включая топлива и масла; наноэлектронные компоненты для датчиков, регистрирующих и анализирующих устройств, работающих в экстремальных условиях, (перемещения, давления, износа, температуры); нанооборудование для микроспутников; наноструктурированные сенсоры и наноэлектроника для аэронавтики и исследования космического пространства; системы виртуальной реальности, основанные на наноструктурной электронике, обеспечивающие более доступные и эффективные тренировки; комбинированные нано-и микромеханические приборы контроля систем ядерной защиты и нераспространения ядерного оружия; наноэлектронные и нанооптические компоненты (элементная база – нелинейные ограничители излучения, лимитеры) для защиты систем приема информации или мощных световых сигналов (фотоприемники, датчики, фотодетекторы излучения, др.).
Нанопроизводство: создание надежных технологий для моделирования, создания и производства наноматериалов, наноструктур и наносистем, которые широко применимы при создании: микросхем с высоким уровнем интегральности и функциональности; углеродных нанотрубок для тканей, применяющихся в электронике; наноструктурированных металлов, керамик и полимеров строго определенных форм без механической обработки; вяжущих и гальванических покрытий для режущих инструментов; аэрокосмических малоразмерных систем нового поколения; интеллектуальных сенсоров и сенсорных сетей для контроля техногенно-опасных объектов, транспортных средств, жилищ, поиска взрывчатых и токсичных веществ, регистрации биометрических показателей человека; нового поколения систем связи, локальной и глобальной навигации; средств паспортно-визового контроля; миниатюрных робототехнических систем; наночипов для биомедицинской диагностики и массовой диспансеризации населения; высокоэффективных сверхминиатюрных источников энергии; нанокатализаторов и нанофильтров для нефтегазовой, атомной, фармацевтической и парфюмерной промышленности; отечественного технологического и контрольно-диагностического оборудования нового поколения на основе сверхвысоковакуумных, нанозондовых и нанолитографических систем, прецизионных средств формирования и измерения наноразмерных объектов и величин; экологически чистых и износостойких шин для автомобилей; высокоточного оружия.
Приобретение исследовательского оборудования и инструментов: в рамках формируемой национальной наносети создается сеть межцисциплинарных и пользовательских центров, которые дают исследователям возможность доступа к зачастую очень дорогому оборудованию. Основные тематические направления деятельности этих центров показаны на рис. 1. | | | Рис. 1. Основные тематические направления деятельности ННС | В состав национальной наносети войдут: национальный исследовательский центр нанотехнологий, наносистем и наноматериалов на базе федерального государственного учреждения «Российский научный центр «Курчатовский институт», Российская корпорация нанотехнологий; головные организации отраслей, осуществляющие исследования и разработки в сфере нанотехнологий и выпуск нанопродукции; научные, образовательные, проектные и промышленные центры и лаборатории, созданные на базе вузов, организаций Российской академии наук и других научных организаций, предприятий и учреждений различных форм собственности, осуществляющие исследования и разработки в сфере нанотехнологий и выпуск нанопродукции; организации, осуществляющие финансирование проектов развития нанотехнологий, включая венчурные и инвестиционные фонды. |
| |
|
|