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

 

Наноконфеты
Наноконфеты

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.