Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Инновационное развитие: как считать нано

Ключевые слова:  мнение, Нанотехнологии, РОСНАНО

Автор(ы): Валерий Далин, Константин Фурсов, Леонид Гохберг, Яков Уринсон

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

17 апреля 2011

В 2010 г. в России было организовано пилотное исследование наноиндустрии. Его цель — определить круг предприятий и организаций, осуществляющих деятельность в этой сфере. Оценка объемов рынка нанопродукции не входила в перечень приоритетных задач, поэтому использовалась широкая трактовка определения продукции наноиндустрии.

Выяснилось, что в 2010 г. потребителям было отгружено продукции, так или иначе связанной с нанотехнологиями, на 112 млрд руб. Но из них 97 млрд руб. дала продукция нефтепереработки, изготовленная с использованием нанокатализаторов . Но нельзя же относить 92-й бензин к высокотехнологичным товарам?

Как видно, цена вопроса высока. Неудивительно, что статья в «Ведомостях» об использованной Росстатом методике отнесения того или иного продукта к «нано» вызвала шквал дискуссий. И в НИОКР, и в коммерциализацию нанотехнологий по всему миру вкладываются колоссальные средства. Только в проекты «Роснано» за два года вложено 100 млрд руб. (более 40% — частные инвестиции).

Поэтому все хотят иметь четкие критерии оценки эффективности вложений в нанотехнологии. Для этого надо определить, что относится к нанопродукции. Однозначного решения пока нет ни у нас, ни за рубежом.

Сторонники широкой трактовки относят к ней всю конечную продукцию, изготовленную с применением нанокомпонентов. Но тогда к нанопродукции придется отнести, например, автомобили со светодиодными фарами. Другой подход — установить пороговые значения содержания нанокомпонентов в конечной продукции. Если они превышены — полную стоимость изделия относить к «нано».

Но на деле качественное улучшение потребительских характеристик не всегда зависит от количества использованных для его изготовления наноматериалов. Простой пример: доля защитных нанопокрытий в конечной стоимости, например, режущего инструмента незначительна, а эффект от их применения исчисляется существенными суммами. К тому же стоимость наноматериалов может варьироваться в значительных пределах. Поэтому установить объективное пороговое значение для них сложно.

К тому же определение пороговых значений по широкой номенклатуре изделий (а нанотехнологии по своей природе имеют межотраслевой и междисциплинарный характер) потребует не только времени, но специальных исследований, а значит, и дополнительных затрат. Издержки на выпуск продукции вырастут.

Более разумно, на наш взгляд, было бы выделить несколько групп продукции, изготовить которую можно только с применением нанотехнологий или наноматериалов. Это суть предложения Минобрнауки совместно с РНЦ «Курчатовский институт». На основе этого подхода «Роснано» и Высшая школа экономики при участии широкого круга ученных и специалистов-практиков в области нанотехнологий разработали перечень конкретных критериев отнесения той или иной продукции к «нано».

Вот эти пять групп: первичная нанотехнологическая продукция (А); продукты, содержащие нанокомпоненты (Б); услуги, оказанные с использованием нанотехнологий или с использованием продуктов нанотехнологий (В); специальное оборудование для нанотехнологий (Г); базовое сырье для нанотехнологий (Д).

В группу А «Первичная нанотехнологическая продукция» входят искусственно созданные продукты, произведенные с использованием технологических процессов, позволяющих реализовывать контроль материи в нанометровых масштабах. К ним относятся наноматериалы (объемные материалы и пленки) и наноустройства (элементарные устройства, конструкции или конструктивно законченные части для искусственно создаваемых объектов).

Ключевой критерий здесь — это наноразмерность. Другими словами, их линейные размеры хотя бы по одному из измерений должны находиться в диапазоне от 1 до 100 нм. Таким образом, в нее попадут нанотрубки, нанопорошки, простейшие элементы электронной базы устройств и т. п.

«Продукты, содержащие нанокомпоненты» (группа Б) — конструкционно завершенные элементарные (т. е. не подлежащие дезинтеграции без потери функциональности) продукты, в состав которых интегрированы нанокомпоненты, придающие им новые либо существенно улучшающие их функциональные характеристики или потребительские свойства. В эту группу включаются продукты, содержащие в любой пропорции первичную нанотехнологическую продукцию в качестве неотделимого компонента, в том числе детали и узлы, куда с помощью специальных технологических процессов интегрированы наноматериалы. Например, сверхяркие светодиоды, режущий инструмент с наноалмазным покрытием, подшипники с упрочняющим наноструктурированным покрытием, фармацевтические препараты с активными наночастицами и т.д.

Критерий «интеграции наноматериалов» в состав изделия означает, что в группу Б, а значит, и вообще в состав продукции наноиндустрии не будет включаться полная стоимость конечного изделия, полученного путем механической сборки содержащих нанокомпоненты деталей и узлов. Например, к продукции наноиндустрии будет отнесена не полная стоимость автомобиля, а только стоимость светодиода в фаре или стекла с нанопокрытием.

Это касается и товаров, при производстве которых первичная нанопродукция использовалась, но не была в них интегрирована. Пример — все тот же бензин с октановым числом 92 и выше и другие продукты нефтепереработки, произведенные с применением нанокатализаторов.

«Услуги, оказанные с применением нанотехнологий или с использованием продуктов нанотехнологий» (группа В) — услуги, при оказании которых использовались нанотехнологии. К этой группе относятся, например, услуги по медицинской диагностике с использованием интроскопических исследований, плазмоферез и т. п. Сюда же включаются законченные исследования и разработки в области нанотехнологий или выполненные с использованием нанотехнологического оборудования и первичных наноматериалов. Ключевым критерием здесь является невозможность обеспечения требуемого качества услуги без использования нанотехнологий.

Группа Г охватывает «Специальное оборудование для нанотехнологий». В первую очередь речь идет о производственном и измерительном оборудовании, а также программном обеспечении, необходимом для осуществления различных видов работ на нанометровых масштабах. Другими словами, это оборудование и программное обеспечение должны обеспечивать обработку, качество измерения или контроля характеристик продукта с точностью 100 нм и менее. Например, атомно-силовые микроскопы, прецизионные станки и применяемое в их работе программное обеспечение и т. п.

Наконец, «Базовое сырье для нанотехнологий» (группа Д) — сырье, полученное в результате специальной обработки и применяемое в производстве первичной нанотехнологической продукции. Оно должно обладать исключительными характеристиками, необходимыми для производства первичной нанотехнологической продукции. Это особо чистый поликристаллический кремний, монокристаллы сапфира и др.

Представляется целесообразным сформировать перечень базового сырья для нанотехнологий и утвердить его решением Минобрнауки РФ.

На наш взгляд, изложенные выше подходы позволят оценить реальный вклад наноиндустрии в развитие экономики страны и могут быть положены в основу организации статистического наблюдения за выпуском продукции, связанной с нанотехнологиями. Это, в свою очередь, послужит объективному информированию общественности и государственных институтов о ходе развития наноиндустрии в нашей стране.

Если руководствоваться предложенным определением, то объем производства продукции наноиндустрии в 2010 г. в России составит 15 млрд руб. Это явно более объективная оценка, чем та, что приведена в начале статьи. В 2015 г. по оценкам, сделанным на основании предлагаемого определения, только созданные ОАО «Роснано» в 2008-2010 гг. компании выпустят нанотехнологической продукции на 127 млрд руб.


В статье использованы материалы: Ведомости, Пресс-центр РОСНАНО


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Владимир Владимирович, 17 апреля 2011 17:50 
...цена вопроса высока...
Больше чем полная коробка из под ксерокса, наполненная... ваучерами?

Ключевой критерий здесь — это наноразмерность. Другими словами, их линейные размеры хотя бы по одному из измерений должны находиться в диапазоне от 1 до 100 нм.

А сколько было сказано слов, потрачено времени на обсуждение, дискуссии, курсы...

"Нано", как научная область, своим возникновением обязана функциональности (уникальным свойствам, проявлящимся на пограничной области между молекулярным (дискретным) и объемными (непрерывными) фазами).

Любой мало-мальски разумный учебник или курс "нано" дает два определения "нано" - по функциональности и размерности.
Естественно, что второе намного проще и понятнее, но весьма ограниченно.
Во многих материалах функциональность свойств или не проявляется вовсе, или имеет другие критические размерности.

Теперь понятнее для экономистов.
Гипотетический пример возможного (и очень вероятного) идиотизма.

Предприниматель Ч работает с дисперсными наполнителями, которые особой размерной функциональностью не обладают и имеют, скажем, средний размер 150-200 нм. То есть "нано" предпринимателю Ч и на ... не надо.

Однако, экономист Х обращает внимание предпринимателя Ч, что его дисперсные наполнители это почти "нано". Далее составляется бизнес-план о переводе производства на нанотехнологические рельсы и использовании "нано" дисперсий (80-95 нм) с готовностью выделить 40%, даже 45% средств со стороны бизнеса (скажем покупка более мощных мельниц для размола и какого-нибудь приборчика для документации "нано").

Деньги выделяются, "нано" продукция производится (то есть тратится дополнительная энергия для размола и усилия по характеризации без каких-либо особых преимуществ).

Воз и ныне там, но все эффективно "высокотехнологично" и правильно посчитано ("цена вопроса высока") - бравурные репорты, ордена и медали, клинические улыбки на лицах экономистов...
И Сколково, все в Сколково...
Chutko Vladimir, 18 апреля 2011 23:43 
Ключевой критерий здесь — это наноразмерность. Другими словами, их линейные размеры хотя бы по одному из измерений должны находиться в диапазоне от 1 до 100 нм.


... и все, кто уже скоро 100 лет, как спокойно, без шума и пыли, в промышленных масштабах наносят тонкопленочные покрытия, от оптических до микроэлектронных, объявят себя нанотехнологами и толпой кинутся за инвестициями. Поскольку толщина слоя практически в любом покрытии на видимый и УФ диапазон как раз меньше 100 нм. И съедят все ваши нанотехнологические деньги, потому что с промышленным внедрением проблем нет - оно уже даааавно внедрено.
Трусов Л. А., 17 апреля 2011 22:40 
слово "наноразмерность" вообще очень загадочное.
"В 2010 г. в России было организовано пилотное исследование наноиндустрии."
- Индустрии нет, а пилотное исследование есть!

"Его цель — определить круг предприятий и организаций, осуществляющих
деятельность в этой сфере."
- РОСНАНО существует не один год, а никак не могут выяснить кто этим "нано"
занимается.

"Оценка объемов рынка нанопродукции не входила в перечень приоритетных
задач, поэтому использовалась широкая трактовка определения продукции
наноиндустрии."
-Дожили - объем рынка не приоритетная задача .

"Только в проекты «Роснано» за два года вложено 100 млрд руб. (более 40% —
частные инвестиции).
Поэтому все хотят иметь четкие критерии оценки эффективности вложений в
нанотехнологии."
- Связи между прибыльностью проекта и определением "нано" нет, да это и не
требуется.

"«Роснано» и Высшая школа экономики при участии широкого круга ученных и
специалистов-практиков в области нанотехнологий разработали перечень
конкретных критериев отнесения той или иной продукции к «нано»."

-Высшая школа экономики много чего разработала для страны и экономики. Всем
видно невооруженным глазом.
А эта классификация ничто иное, как передел существующего рынка с
увеличенной маржой. К физике происходящего ничего не имеет.
При уменьшении размеров (массы, заряда...) поведение изменяется. Например,
как выглядит закон Кулона для двух электронов? И при каких условиях
количество переходит в качество?
А вот пример: http://www.m...ticle/16043

В данном сообщении на это нет и намека.
Поэтому основная цель этой классификации экономические интересы. И только.
В этом отношении Владимир Владимирович прав. Для нас тоже самое, но
существенно дороже .

А это делают за океаном: http://www.m...ticle/16033

Мда...
А вот ПВА, например, - это нанопродукция или нет?
Искусственно созданная эмульсия. Размер капель имеет значение для потребительских свойств продукта. И размерность - вполне себе "нано".
Владимир Владимирович, 18 апреля 2011 16:40 
А где Вы встречали "наноразмерные" (то есть от 1 до 100 нм) эмульсии ПВА??
У моего любимого ПВА - размер "частиц" - полтора микрона.

А так по жизни многое, конечно, (но не все) зависит от размера.
В химэнциклопедии.
Пишут, что размер 50 - 2000 нм. И он регулируется количеством инициатора и стабилизатора.
Владимир Владимирович, 18 апреля 2011 21:47 
Ссылочку, пожалуйста, приведите!
А то многое, где что пишут... и ещё важно - как читать...

Что можно сделать микроэмульсии полимеров от 50 нм (даже от 30 нм, если правильно захотеть) до 2000 нм - это да!
Конкретно с ПВА уже труднее сделать маленькие частицы.
И вряд ли (в силу многих причин) из маленьких частиц ПВА выйдет хороший бытовой клей.
Воть: http://www.x...2/3464.html

Вообще, управляемая коагуляция вполне позволяет потом сформировать частицы нужных размеров
Владимир Владимирович, 18 апреля 2011 22:44 
Прекрасно, спасибо.
Я свою точку зрения высказал (и картинок маленьких ПВА латексов нигде, к слову не нашел).
Про "управляемую коагуляцию" - термины умные
Попробуйте (в свободное время от оргкомитетов) поразмыслить - выйдет ли с ней хороший клей.
Владимир Владимирович, вопрос не в том, какого размера частицы присутствуют в ПВА, который сейчас продаётся. А скорее в том, что и ПВА можно сделать "нано". И свойства у наноПВА будут похожи на грунтовку по бетону глубокого проникновения. И этот самый бетон такой ПВА проклеит и укрепит фундаментально.

Хороший клей на основе такого "нано" материала сделать можно. Правда он скорее всего будет не бытовым, а промышленным.

Кстати, Ваш любимый клей похоже таки дестабилизирован и частично коагулирован. рН, на мой взгляд, высоковат.
Владимир Владимирович, 19 апреля 2011 15:01 
Владимир Владимирович, вопрос не в том, какого размера частицы присутствуют в ПВА, который сейчас продаётся. А скорее в том, что и ПВА можно сделать "нано". И свойства у наноПВА будут похожи на грунтовку по бетону глубокого проникновения. И этот самый бетон такой ПВА проклеит и укрепит фундаментально.
Хороший клей на основе такого "нано" материала сделать можно. Правда он скорее всего будет не бытовым, а промышленным.

Кстати, Ваш любимый клей похоже таки дестабилизирован и частично коагулирован. рН, на мой взгляд, высоковат.

Александр Ринатович, меня искренне восхищает Ваша способность спорить.

Позвольте на минутку заимствовать Ваш рабоче-технологический образ мысли:

Сколько Вы лично сделали латексов меньше 150 нм в диаметре?
А меньше 80 нм в диаметре?

Далее более простой вопрос: что будет, если в клей добавить мыло, много мыла? (pH пусть будет какое Вам угодно, не отвлекайтесь на него) Вы станете клеить таким клеем?
А теперь вернитесь еще раз к вопросам выше и подумайте, если Вы когда-либо делали крохотные латексы; или почитайте внимательно, если не делали.

Высоковат pH?
Ответьте мне (и себе) каково pH чистейшей (дистиллированной например) воды в равновесии с атмосферой?
Далее постарайтесь ответить на вопрос - что стабилизирует ПВА латексы? (Для чего там нужны низкие pH? )
---
Сколько Вы лично сделали латексов меньше 150 нм в диаметре?
---

Ну-у-у... Примерно два-три . (штуки, а не технологии)
Просто эмульсий жиров в воде - без счёта. Правда, жиры - это всё-таки не полимеры.

---
Далее более простой вопрос: что будет, если в клей добавить мыло, много мыла? (pH пусть будет какое Вам угодно, не отвлекайтесь на него) Вы станете клеить таким клеем?
---

Не понял. Зачем мыло-то? Есть прекрасные стабилизаторы на основе растворимой целлюлозы, крахмала, ПВС.

рН воды - 5,5 (в равновесии с СО2 из воздуха)

Привычный мне ПВА весьма кислый и здорово пахнет уксусом. Есть подозрение, что уксусная кислота обеспечивает стабилизацию.
Владимир Владимирович, 21 апреля 2011 06:16 
Спасибо, Александр Ринатович!

Жиры таки ну совсем никак не полимеры...
А для Ваших латексов менее 150 нм, как Вы измеряли размер частиц?

Есть подозрение, что уксусная кислота обеспечивает стабилизацию.

Это ложное подозрение! Уксусом пахнет из-за гидролиза. Положительных поверностей, которые могли бы быть стабилизированы - например как у основных и амфотерных оксидов (ну или аминов) там нет.
Разве что поливиниловый спирт может обеспечить какую-то стабилизацию (такие статьи видел) - но это будет следствие, а не причина (и удаление уксусной кислоты будет пользительно). Но как и другие растворимые (не сильно сорбирующиеся) полимеры, упомянутые Вами, вряд ли получится стабилизировать частицы менее порядка 150 нм. Я буду очень удивлен и рад, если Вы приведете разумные ссылки на обратное...
Так что мыло (образно), ПАВы нужны для компенсации энергии поверхности, которая весьма высока для маленьких частиц.

И, самое главное - все, что хорошо стабилизирует маленькие шарики (мыло/полимеры), лепо ли будет для адгезивных свойств клея??

Я для интереса посмотрел ЭМ-ом размер частиц моего любимого клея, про уж очень большие частицы мне было очень интересно (их тоже ведь не просто получить, как и маленькие).
У меня получилось приготовить образец без особого слипания частиц несмотря нa их весьма низкую тепературу стеклования (рад и горд).
И, действительно нет там больших оригинальных круглых частиц - полидисперсный образец от 200 нм (ну совсем нет никаких частиц менее 150 нм!!) до ~800 нм. 1,5 микрона наверняка намеряно каким-нибудь рассеянием из-за агрегации (но шарики не сливаются в единую "каплю").
---
А для Ваших латексов менее 150 нм, как Вы измеряли размер частиц?
---

Косвенно.
Через ультрафильтрацию на мембранах разной пористости. Ну ещё один АСМ пощупал. В общем-то, данные не достоверные.
Можно ещё через светорассеяние по формуле Рэлея, но шибко утомительно.

---
[I]Это ложное подозрение! Уксусом пахнет из-за гидролиза. Положительных поверностей, которые могли бы быть стабилизированы - например как у основных и амфотерных оксидов (ну или аминов) там нет.
Разве что поливиниловый спирт может обеспечить какую-то стабилизацию (такие статьи видел) - но это будет следствие, а не причина (и удаление уксусной кислоты будет пользительно). Но как и другие растворимые (не сильно сорбирующиеся) полимеры, упомянутые Вами, вряд ли получится стабилизировать частицы менее порядка 150 нм. Я буду очень удивлен и рад, если Вы приведете разумные ссылки на обратное...
Так что мыло (образно), ПАВы нужны для компенсации энергии поверхности, которая весьма высока для маленьких частиц.[/I]
---

Сдаюсь.
Хотя введение полимеров, заметно повышающих вязкость системы, должно подавить диффузию и слипание частиц. Вообще, идея интересная, надо попробовать. Правда не новая. Где-то в 50-х годах Липатов (книгу читал давно, фамилию могу напутать) доказывал повышение устойчивости лиофобных золей при введении неактивной низкомолекулярной составляющей.
Таки напутал

Книга Липатова:
Проблемы учения о лиофильных коллоидах. Мн., 1941;
Владимир Владимирович, 23 апреля 2011 07:47 

введение полимеров, заметно повышающих вязкость системы, должно подавить диффузию и слипание частиц. Вообще, идея интересная, надо попробовать.

Идея замечательная, конечно.
(И очень много интересного в таких системах, как и в целом в коллоидной и полимерной химиях)
В силу моих ограниченных знаний, все же достаточно высоко-академическая, так как лучше всего работает с достаточно стабильными частицами, которые не адсорбируют эти полимеры. А так, для относительно малостабильных частиц, адсорбция полимеров (даже и не сильно адсорбирующихся) будет являться весьма важным (если не ключевым) фактором в системе.
А потом, речь ведь шла о стабилизации дисперсионной/эмульсионной полимеризации (и крохотных шариков) - там полимеры в больших концентрациях не смогут не оказать жуткого влияния на нуклеацию частиц.
Палии Наталия Алексеевна, 18 апреля 2011 15:44 
Наверное, ПВА (также как и сплавы с ЭФП) - это "старые нанотехнологии"
Нанотехнологии старыми не бывают
Палии Наталия Алексеевна, 19 апреля 2011 15:13 
Вообще-то, используя старые и "ненано"- технологии, наши предки умудрялись делать ГОДОВЫЕ запасы провизии ( для себя, и продукты не портились)
Трусов Л. А., 19 апреля 2011 16:09 
намекаете, что пора лабаз закладывать да тушенку со сгущенкой закупать?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Песик Кеша
Песик Кеша

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.