17.04.2009 08:25
Самые передовые нанотехнологии разрабатываются в обычном луганском подвале
"Молодогвардеец"
Автоматическое строительство колоний на Луне и Марсе, их освоение многозвенными роботами-амебами, производство подводных строений в Мировом океане, на поверхности Земли и в воздухе, снабжение человека энергией без потребления пищи и модификация внешности без операции…
Думаете, это отрывки из сценария фантастического фильма? Это лишь немногое из прогнозов развития молодой науки – нанотехнологии. То, что сейчас кажется невероятным, в конце этого столетия, по мнению ученых, станет бытовой нормой
Луганские исследователи уже сейчас вносят в общемировой прогресс свою научную лепту. В лаборатории роста кристаллов при ВНУ им. Даля с 2008 года получают наноматериалы и 25 лет занимаются выращиванием монокристаллов по уникальным технологиям, аналогов которым нет в мире.
Доктор технических наук, руководитель лаборатории Геннадий Кожемякин рассказал «МГ» о науке будущего в Луганске.
На самом деле званий у Геннадия Николаевича столько, что в одном предложении и не перечислишь: член Нью-Йоркской академии наук, Американского химического общества, главный член Американского института ультразвука в медицине, визитинг-профессор университета Шизуока и Космического института Японии, «Человек 2003 года» в США среди иностранных ученых. Остается только удивляться, что ученый такого уровня до сих пор в Луганске, а не в лучшем НИИ США или Японии.
Несмотря на то, что его лаборатория находится в полуподвальном помещении, а оборудование советских времен уже порядком устарело, ему и его единомышленникам все же удается двигать нелегкий воз прогресса и поражать своими разработками.
– Что все-таки собой представляет наука о нанотехнологиях?
– Это наука о том, как повысить качество жизни человека. Что является главным для всех нас? Конечно же, здоровье и комфортная жизнь. Поэтому в конце 80-х, когда исследования по нанотехнологиям только зарождались, в первую очередь они проводились в области электроники и медицины. Чтобы представить себе наночастицу, нужно представлять, что такое нанометр. Это миллиардная часть метра, если сравнивать с ростом человека, то он в два миллиарда раз меньше, а если сравнивать с красными кровяными тельцами, то всего в тысячу раз меньше. 10 атомов водорода, расположенных вдоль линии, – размер одного нанометра.
Наночастицы или нанокристаллы состоят из комплекса атомов и молекул, которые имеют определенный объем и обладают совершенно другими свойствами, законы физики в наноразмерах не всегда работают. Поэтому произведенные на основе нанотехнологий приборы приобретают уникальные, но еще не до конца изученные возможности. В полупроводниках изменяются электрофизические свойства, к примеру, если обычные кремниевые солнечные батареи имеют КПД 17%, то на уровне нанокремния можно получить КПД до 64%. Но это пока только первые уникальные экспериментальные результаты.
Активно используют нанотехнологии пока только в электронике и медицине. В микросхемах применяются транзисторы, имеющие размер 30 нанометров, в машиностроении свойства деталей, произведенных на основе нанотехнологий, лучше, больше КПД, но изготавливать их пока сложнее. Уже разработано несколько нанотехнологий, но с наночастицей очень сложно работать – как ее взять, как ее перенести, собрать?
В России и США делают наноконтейнеры, в которые можно поместить лекарство, и дальше по кровеносным сосудам доставить его в любой больной орган. Тем самым не нанося вреда другим органам человека.
Для того, чтобы заниматься этой наукой нужно очень дорогое оборудование. В электронике молекулярно-лучевая установка, с помощью которой можно создавать изделия такого уровня, стоит больше миллиона евро.
– Как начались разработки в лаборатории?
– Совершенно случайно. Совместно с институтом им. Патона мы изучали поведение аморфного сплава никеля – это не кристаллическое, а близкое к жидкому состояние металла, на вид похожее на фольгу. Чтобы кристаллизовать аморфный сплав, нужно его нагреть свыше 200 градусов, в результате происходит зарождение нанокристаллов. Этот аморфный сплав ожидал своей очереди для исследований два года, а потом возникла идея получить нанокристаллы. Я отдал его студенту для дипломной работы и после изучения образцов под электронным микроскопом мы обнаружили явление нанокристаллизации. Самый маленький размер кристалла получился до 10 нанометров.
За счет кристаллизации меняются свойства материала, и можно изготавливать различные приборы, в том числе и ночного видения, которые могут проводить видеосъемку в темноте на расстоянии 10 – 15 метров.
Сейчас мы создаем свою установку для производства нанокристаллов, чтобы работать с полупроводниками.
Больше повезло в выращивании монокристаллов на нашем оборудовании. Установка по их выращиванию в Японии стоит 250 тысяч долларов, и не каждый институт может позволить себе приобрести такое оборудование.
– Неужели Далевский университет перещеголял японские?
– Нет, конечно. Нашу установку я сам разрабатывал, рисовал эскизы, чертежи, а затем ее изготавливали на заводе электронного машиностроения. Мы на ней работаем с 1984 года. Монокристаллы – это объемные кристаллические тела. Большинство электронных приборов работает на монокристаллах кремния. На основе монокристаллов твердых растворов висмута с сурьмой разрабатываются квантовые компьютеры, скорость работы их процессоров быстрее современных компьютеров в миллионы раз. К примеру, если нужно подобрать пароль для какого-то серьезно зашифрованного правительственного или оборонного сервера, а проще говоря, взломать его, то обычному компьютеру потребуется столько времени, сколько существует наша Вселенная, т.е. 13,5 миллиарда лет. А квантовый компьютер может выполнить это за три недели.
Я занимался ростом кристаллов в ультразвуковом поле, мне все говорили, что такого быть не может. Но кристалл все равно получился. На эту технологию мною затрачено почти 30 лет. Сейчас пытаются что-то подобное произвести в США и Германии, но ничего не получается, несмотря на то, что и деньги есть, и господдержка. На постсоветском пространстве монокристаллы из низкотемпературных материалов никто не растит таким способом, как мы – фактически только наша лаборатория занимается исследованиями в этом направлении. На этой установке мы создали 13 новых технологических процессов, не имеющих аналогов за рубежом.
– А вам кто-нибудь предлагал купить выращенные кристаллы?
– Недавно заинтересовались американцы. Я им выслал все электрофизические характеристики, они ответили, что качество очень хорошее, мол, у нас такое получить невозможно. Они выращивают простым методом, а так как материал при кристаллизации расширяется, то образует трещины, и снижается его качество. В прошлом году обратились из Великобритании: можете вырастить? Я говорю, мне нужно 3-4 месяца и назвал цену, но она их не устроила. А вообще зарубежным институтам дешевле пригласить специалиста, чем покупать сам товар с транспортными наценками и т.д.
– В Украине есть перспективы для развития нанотехнологий?
– Все разработки, которые у нас ведутся, обязательно найдут применение, но не у нас, а за рубежом. Все специалисты советской школы, кто имел возможность, уже уехали, а теперь и молодые ученые уезжают.
– Вас тоже неоднократно приглашали в Японию и США, не было желания там остаться?
– Я остался в Украине, мне нужно было закончить свое 30-летнее исследование. Поехал, когда приглашали, заработал денег, и оживил исследовательскую деятельность лаборатории.
В Японии, например, тяжело работать, там, как и в бывшем Союзе, есть ограничивающие рамки. Но, несмотря на это, страна очень быстро развивает нанонаправление в науке. Например, они сделали станок, который может разрезать наночастицу металла, и запретили его продажу за пределами Японии. Это нация технологическая, они быстро перенимают новшества и внедряют их в жизнь.
Но в науке все равно лидируют славяне. Многие наши специалисты переехали в США, разработали новые электронные приборы, а японцы просто покупают патент, приглашают ученых из бывшего СССР для дальнейших исследований. Сами они в науке слабоваты, но имея достаточно денег, быстрее всех занимаются производством. Я когда первый раз приехал в Японию в конце 90-х, был удивлен. Разговариваю с доктором наук, который год был на стажировке в Германии, и он признается, что работая месяц со мной, он большему научился, чем за все время стажировки.
– Значит, славяне действительно «мозг Земли», как говорит юморист Задорнов. Ваши студенты его теорию подтверждают?
– Есть грамотные студенты, которые хотят заниматься наукой, это с одной стороны, а с другой, им тяжело работать в Украине. Последнее поколение студентов не очень-то радует. Подготовка слабая, школьная программа изменилась в худшую сторону. Большинство выпускников школ не имеют элементарных знаний по математике, физике…
Даже если у нас будет что-то разработано на основе нанотехнологий, реализовать это будет достаточно сложно. В следующем году начнется набор студентов по специальности микро– и наноэлектроника. Наши студенты получат достаточно знаний для развития нанотехнологий, и, быть может, к тому времени наше государство созреет для их практического применения.
Виктория СИМБИРСКАЯ, «МГ»
|
У нас только в подвале и можно работать! Представьте работу в офисах чиновников! съедят, обложат налогами. проверками, потребуют на державной мове кристализоваться... Лучше подвал! Таланты надо оберегать, но лучше помогать!
Как беженцам ВПЛ получить государственную помощь
НБУ хотят запретить наличные платежи украинцам
Луганск: Жизнь в «России»
Убить всех, - экс-президент РФ
Украина вышла на Евро 2024
Зеленский неожиданно уволил экс-главу Луганщины
В Украине все таки создадут электронный военный билет
Путин приказал активировать работу ФСБ в Луганске
Партия Зеленского близка к полному розвалу
Кадыров выступил с угрозами русским