Новости: Конференции

Р.А. АНДРИЕВСКИЙ

Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка

Международные конференции по наноматериалам собираются регулярно один раз в два года*. Очередная конференция NANO-2008 прошла в г. Рио- де-Жанейро с 1 по 6 июня с.г. Этой конференции предшествовали 8 предыдущих: Мексика (Канкун, 1992); ФРГ (Штутгарт, 1994); США (Гаваи, 1996); Швеция (Сток-гольм, 1998); Япония (Сендай, 2000); США (Орландо, 2002); ФРГ (Висбаден, 2004); Индия (Бангалор, 2006). Как видно из этого перечня, проведение конференций чередуется между Америкой, Европой, Японией и развивающимися странами; следующую юбилейную X-ю конференцию в 2010 г намечено проводить в Риме.

Конференции собирают ведущих исследователей и разработчиков в области нанопроблематики, которая сейчас становится едва ли не главенствующей на широком научно-техническом поле. Общеизвестны весомые преимущества реа-лизации достижений нанотехнологии практически во всех областях человечес-кой деятельности (традиционная и новая техника, энергетика, электроника, ин-формационные технологии, медицина, сельское хозяйство, оборона, транспорт и охрана окружающей среды). С другой стороны, переход к наноинтервалу обнаружил и многие чисто научные проблемы, связанные, например, с выявлением роли размерных эффектов и границ раздела, особенностями деформации наноструктур и т.д. Всё это определяет высокие темпы развития нанотех-нологии, что проявляется как в существенных ассигнованиях, так и в значительном росте информационного потока [1].

В конференции участвовало около 330 ученых, представлявших 32 страны мира, в том числе США, Япония, ФРГ, Россия, Индия и др. Самая многочис-ленная делегация была из Бразилии (более 50% от общего количества участников). На конференции было 146 устных доклада (в том числе 12 пленарных лекций и 52 приглашенных докладов), а также 190 постерных сообщений.

Конференция работала в нескольких тематических направлениях: нано-структурные материалы; материалы для нанофотоники; нанобиотехнология; нанокомпозиты; наноэлектроника, устройства и сенсоры; новая наука и новые материалы в наноинтервале; применение и коммерциализация нанотехнологии; нанофункциональные материалы; нанотоксикология; нанометрология; нано-магнетизм. Конференция открылась лекцией M. Endo (Япония) о получении и практическом применении многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ). Автор известен своими интересными работами по каталитическому синтезу МУНТ из углеводородов и изучению их разнообразных свойств, включая токсические характеристики. Основной акцент в лекции был сделан на то, что, благодаря возможностям технологии и широкому спектру применения, МУНТ из лабораторных образцов переходят в категорию коммерческих продуктов.

Большое количество устных и постерных докладов было представлено по нанобиотехнологии и наномедицине. Интересны были данные о биологи-ческих, медицинских и сенсорных приложениях наночастиц, а также о новых методах синтеза и доставки лекарственных средств, что докладывалось уче-ными ФРГ, США, Швеции, Сингапура, Бразилии, Индии, России и др. стран. При этом отмечалась необходимость метрологических исследований для созда-ния оптимальной стратегии аттестации нанопродуктов и контроля их качества.

Научная представительность и широкий охват проблем нанотехнологии и наноматериалов, несомненно, свидетельствуют об актуальности этой конфе-ренции, в работе которой принимало участие 11 российских ученых из Москвы, Уфы и Подмосковья, представивших 1 приглашенный (Р.З. Валиев), 2 устных (Р.А. Андриевский, С.В. Добаткин) и несколько постерных докладов (В.С. Жернаков, В.Ф. Петрунин, В.В. Милявский, Н.И. Полушин, А.В. Самохин, Ю.В. Балдохин и др.).

Остановлюсь на некоторых наиболее интересных материаловедческих результатах. Наибольшее внимание привлекли доклады A. Mukherjee (США), W.J. Botta, A.R. Yavari et al. (Бразилия и Франция), R. Borman (ФРГ) и J.T. de Hosson (Нидерланды). В первом из этих докладов была продемонстрирована возмож-ность сверхпластической деформации при сжатии (Т=1400^оС) для трехфазного нанокомпозита Al₂O₃-ZrO₂-MgAl₂O₄ (30/40/30). Образцы для исследований из-готавливались методом кратковременного электроразрядного (плазменного) спекания (1150^оС, 3 мин.), что обеспечило, с одной стороны, получение наноструктуры (размер зерна около 100 нм) и, с другой стороны, практическое отсутствие пор. Скорость деформации таких образцов составила 3,16 10^-2 с^-1, что считается вполне приемлемой для сверхпластической обработки давлением, хотя уровень необходимых температур пока высок. Коэффициент скоростной чувствительности напряжения течения составил ~2, а энергия активации около 485 кДж/моль. Предполагается, что деформация имеет дислокационно-аккомо-дированный зернограничный характер. Отмечена также интересная возмож-ность совмещения процессов спекания и сверхпластической обработки. С другой стороны, для нанокомпозитов Si₃N₄/SiC выявлена очень низкая скорость ползучести.

Важная особенность наличия наночастиц в аморфной структуре метали-ческих стекол типа Cu₅₀Zr₅₀ для повышения их пластичности была отмечена в совместной работе бразильских и французских специалистов. Авторы форму-лируют общие закономерности деформации объемных металлических стекол, рассматривая поведение полос сдвига, эволюцию свободного объема и наличие наночастиц в аморфной матрице, способствующих генерированию полос сдвига [2]. J.T. de Hosson также обратил внимание на возможность повышения вязкости разрушения нанокомпозитных пленок на основе аморфного углерода и наночастиц карбида титана (причем уровень твердости таких материалов и соответственно износостойкости является довольно высоким, т.е. наряду с этими качествами для таких материалов характерен и низкий коэффициент трения) [3].

Доклад R. Borman был посвящен синтезу гидрида магния с использованием реактивных смесей типа MgB₂+LiH и MgB₂+Li(BH₂) (или Ca(BH₂)) с добавками Nb₂O₅ и VCl₃. Отмечается возможность получения гидридных нанокомпозитов с содержанием водорода 8-11%, что важно для создания новых материалов для водородной энергетики [4].

Вызвали интерес и доклады российских ученых, посвященные интен-сивным пластическим деформациям (ИПД; Р.З.Валиев, С.В. Добаткин, В.С. Жернаков) и радиационно-защитным нанокомпозитам (В.Ф. Петрунин). Мною был сделан устный доклад, посвященный закономерностям структуры и свойств сверхтвердых нанокомпозитных карбидоборидных и нитридоборидных пленок на основе TiB₂ [5].

На конференции присутствовали советник по науке Посольства РФ в Бра-зилии Н.И.Чекан и вице-консул РФ А.Алферов, которые провели встречу российских ученых с координатором Министерства науки и технологии Брази-лии M.N. Baibich. На встрече обсуждались вопросы возможного сотрудничества между Россией и Бразилией в области нанотехнологии и высказаны предложения о целесообразности совместных работ в области получения наноматериалов методами ИПД, метрологических исследований и подготовки кадров. Отражением уже имеющегося сотрудничества было посещение стома-тологической клиники Федерального университета Рио-де-Жанейро, где прово-дилась операция с использованием титановых имплантов, изготовленных в России под руководством Р.З. Валиева (рис. 1). За счет применения ИПД удается значительно упрочнить Ti и избегнуть использования в стоматологии прочных титановых сплавов с низкой биосовместимостью. Кроме того, диаметр упрочненных титановых имплантов снижается с 3,5 мм до 2,4 мм, что также важно и нашло отражение в недавней совместной публикации [6].

Во время конференции несколько бразильских фирм экспонировали свою приборную продукцию (атомно-силовые микроскопы, приборы для исследова-ния трения и т.д.). Эти фирмы тесно сотрудничают с зарубежными организа-циями, в том числе с российской фирмой ЗАО НТ-МДТ (г. Зеленоград), с американской фирмой Hysitron Incorporated и японской фирмой Hitachi.

Бразильские ученые интенсивно работают в области нанотехнологии, активно сотрудничая со многими странами. На конференции на их долю при-ходилось около четверти лекций и приглашенных докладов, не говоря уже о значительной части устных и постерных сообщений. Известная аналитическая фирма “Lux Research Inc” в своем недавнем обзоре о мировом состоянии нанотехнологии в 2007 г. включила Бразилию в число 17 наиболее продвинутых стран (в отчете 2005 г. Бразилия отсутствовала), хотя пока она находится, наряду с Индией, Канадой, Австралией и Россией, в 4-й группе, т. е. в младшей лиге (рис. 2) [7].

В целом конференция продемонстрировала расширение фронта исследо-ваний и приложений нанотехнологии. Хотя как отмечалось ранее, основной вектор в нанотехнологии сдвинут в сторону биологии и медицины, проблема-тика в области конструкционных и функциональных консолидированных нано-материалов не теряет своей актуальности. Целесообразно увеличить предста-вительство российских ученых, включая специалистов в области нанобио-логии и наномедицины, на таких форумах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андриевский Р.А. Информационные потоки в области нанотехнологии // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 11-12. С. 6-10.
2. Kiminami C.S., Sa Lisboa R.D., Oliveira M.F. et al. Binary and ternary bulk metallic glasses // Mater. Trans. JIM. 2007. V. 48. P. 1739-1748.
3. Cavaleiro A., De Hosson J.T. (Eds) Nanostructured Coatings. New York: Springer. 2006. 654 p.
4. Dornheim M., Dopplu S., Barkhordarian G. et al.Hydrogen storage in Magnesium-based hydrides and hydride compounds // Scr. Mater. 2007. V. 56. P. 841-846.
5. Калинников Г.В., Андриевский Р.А., Копылов В.Н. и др. Свойства наноструктурных и аморфных пленок системы TiB₂-B₄C // Физ. твердого тела. 2008. Т. 50. № 2. С. 359-363.
6. Elias C.N., Lima J.H.C., Valiev R. et al. Biomedical applications of Titanium and its alloys // JOM. 2008. №3. P. 46-49.
7. http://www.nanonewsnet.ru

____________________________________________________________________

* Эта статья будет опубликована в журнале «Материаловедение».