NanoWeek #2: 21-27 января 2008

nanoWeek

Уважаемые читатели!

Благодарим вас за теплый прием, оказанный нашему первому выпуску nanoWeek! Мы и в дальнейшем собираемся информировать вас о ключевых и второстепенных событиях, произошедших за неделю в наномире!

Тема недели, без сомнения, – развитие нанотехнологий в России. Заседание правительства РФ повлекло за собой ряд не только интересных высказываний со стороны официальных лиц и бизнесменов, а и некоторые конкретные шаги. Поэтому есть все основания надеяться на скорейшее разворачивание в стране наноиндустрии, причем и частного характера тоже.

Эта тенденция не нова – подобное можно было наблюдать в США после объявления нанотехнологий приоритетным направлением в 1998 году. Тогда же сформировался ряд частных инвестиционных групп, которые до сих пор продолжают свою деятельность. При этом некоторые направления финансируют частные лица совместно с государством! Последнее выделяет гранты (к примеру, компания Zyvex Corp.).

Среди исследовательских тенденций недели – ряд прорывов в нанофотонике и материаловедении, но обо всем подробнее ниже.

Опять-таки, мы ждем от вас комментариев и пожеланий того, что бы вы хотели увидеть в следующих выпусках nanoWeek.

Итак, мы снова с вами и начинаем обзор недели с 21 по 27 января 2008 года!


Материаловедение

Не секрет, что одна из основных задач нанотехнологов – создание идеальных, атомарно упорядоченных структур. И нужно сказать, ученые потихоньку к этому приближаются. Исследователям из Института Структуры Материи, Италия, удалось получить идеальные наноструны .

У структур, созданных на атомном уровне, нет шероховатостей, впадин, выступов и других дефектов. Матрица параллельных нанострун сформирована из кристаллического кремния методом самосборки. С помощью дифракционной микроскопии ученые установили, что нанонити состоят из ряда дисков диаметром 1,5 нанометра. Максимальная же длина нанонитей составляет 31 нанометр.

Главная особенность состоит в том, что матрица кремниевых нанострун отлично проводит электричество. Как говорят ученые, эти идеальные структуры помогут в создании квантовых компьютеров.

Ступенчатые конусыСтупенчатые конусы

Учеными создан ряд наноматериалов на основе золотых проводников. Это наногантели и ступенчатые конусы . «Наноступеньки» получаются из-за диффузии атомов золота к центру цилиндра при растворении серебра.

Электрополимеризацией полипиррола в порах полученных образцов были созданы композиты «металл – полимер». Был также предложен метод непрерывного изменения концентрации для синтеза подобных наноструктур, в результате чего получили различные по форме наногантели и наноконусы путем варьирования скорости подачи реагентов.

Авторы работы считают, что полученные наноструктуры можно с успехом применять для создания штрих-кодов, различных надписей и сенсоров, а также в медицине для обнаружения злокачественных опухолей.

Впервые ученым удалось управлять распространением света в трех измерениях внутри фотонного кристалла без больших потерь рассеивания. Это не значит, что ученые изобрели волноводы заново. Полученный ими эффект имеет косвенное отношение к традиционным оптическим волноводам.

3D фотонный кристалл3D фотонный кристалл

Даже как-то удивительно представлять себе кубик материала с каналами внутри, по которым послушно распространяется свет, меняя направление иногда даже под прямым углом. За последние годы появилось множество концептуальных материалов, но при их изготовлении нужно использовать технологический процесс, который основывается на создании комплексной металлической наноструктуры, а это влечет за собой определенные сложности. Таким образом, запустить их в массовое производство очень сложно.

Браун и его коллеги говорят, что полученный 3D фотонный кристалл представляет интерес не только для зрелищного эффекта искривления света, но и будет полезен в производстве лазерной техники.

Как говорят ученые, лазер может быть сформирован практически в любом направлении и может работать на низких напряжениях, а это существенное нововведение в использовании фотонных кристаллов.

Закрученные углеродные нанотрубкиЗакрученные углеродные нанотрубки

Спиралеобразно закрученные углеродные нанотрубки и наностержни являются принципиально новым наноматериалом, обладающим рядом интересных особенностей. Потенциально наноспирали могут быть использованы при создании тактильных и магнитных сенсоров нового поколения, а также конструкционного пенопласта, предназначенного для амортизации и диссипации энергии.

Их синтез CVD-методом до настоящего времени осуществлялся исключительно с использованием темплатов соответствующей формы, причем преимущественно наблюдались наностержни.

Группа ученых во главе с Вей Вонг предложили подобный метод синтеза, основанный на предположении о том, что образование спиралевидных структур связано со специфическим взаимодействием растущей структуры с частицами катализатора. По мнению исследователей, решающим критерием, определяющим характеристики получаемого материала, является смачиваемость углеродной поверхности жидким металлом-катализатором.


Нанобиотехнологии

Все большую популярность в биомедицинской диагностике завоевывают квантовые точки. На прошлой неделе ученые из JILA и Национального Института Стандартов и Технологий США сообщили, что им удалось разрешить проблему мерцания квантовых точек .

Квантовые точкиМерцающие квантовые точки

Дело в том, что их «мерцание» уменьшало их эффективность как в биомедицинских исследованиях, так в наноэлектронике. Ученые решили эту проблему просто – они решили увеличить интенсивность выхода фотонов, поместив квантовые точки селенида кадмия размером 4 нанометра в водный раствор с антиоксидантом.

В результате «мертвая пауза» мерцаний сократилась с 21 наносекунды до 4-х. Также ученые намерены еще уменьшить это значение, улучшив качество квантовых точек.

Компания Agilent Technologies заявила о прорыве в диагностике и терапии аутизма с помощью их продукта – микромодулей сравнительной геномной гибридизации Agilent CGH microarrays.

При этом заявления компании основывались на различных независимых достижениях, сделанных рядом международных организаций. В ходе исследования были сравнены образцы 936 детей из Детской Больницы Бостона (Children's Hospital Boston).

Микромодули представляют собой стеклянные пластины, содержащие множество различных участков ДНК, что позволяет ученым быстро проверить большое количество генов. Именно это необходимо в диагностике аутизма – найти повторяющиеся или же пропущенные участки генов.

NO в наночастицахNO в наночастицах

Проблема устойчивости микроорганизмов к антибиотикам требует новых подходов к лечению вызванных ими заболеваний. Существуют внутрибольничные штаммы бактерии Pseudomonas aeruginosa (синегнойной палочки), устойчивые вообще ко всем известным антибиотикам. В таких случаях для уничтожения патогена применяют новейшие антибиотики, классические антибактериальные препараты (например, ионы серебра) и даже фототермическое разрушение клеток.

Сам организм наряду с прочими способами для борьбы с вторжением микробов использует оксид азота NO, который вырабатывают макрофаги и другие клетки воспалительного ответа. К сожалению, доставить NO к бактериям – задачка не из легких. Сначала были попытки использовать небольшие молекулы, например, комплексы NO с металлами, способные высвобождать газообразный NO. Однако для достижения антибактериального эффекта требовались довольно высокие концентрации таких соединений.

Исследователи из университета Северной Каролины (США) нашли способ, как заключить NO в наночастицы диоксида кремния размером 136 нм. Наночастицы имеют ряд преимуществ по сравнению с низкомолекулярными источниками NO – прежде всего, большее время высвобождения газообразного оксида азота, который, к тому же, требуется в меньших концентрациях.

Семинар, посвященный реализации научного проекта стоимостью 325 миллионов рублей открылся 22 января в центре нанотехнологий БелГУ.

Суть проекта — разработка нового поколения медицинских имплантантов на основе титановых сплавов. Основные проблемы, которые решает в этой области уже не одно поколение ученых — как сделать металл полностью совместимым с биологическими тканями и при этом оправдать затраты на его производство. Последнее слово в этой области — обработка титана на уровне микрочастиц, то есть то, что принято называть нанотехнологиями.

Согласно государственному контракту, способ получения титана с новыми свойствами должен быть окончательно разработан нашими учеными к 2010 году.


Наноэлектроника

Мы много на нашем сайте говорили о наноматериале графене. Чего скрывать – материал действительно перспективный и способен в некоторых отраслях наноэлектроники заменить нанотрубки. Полупроводниковая промышленность тоже давно заметила графен.

Поэтому для развития графеновой наноэлектроники на прошлой неделе Европейским Союзом сформирован проект GRAND , предусматривающий применение графена тогда, когда технологические возможности миниатюризации традиционной CMOS технологии исчерпаются.

Консорциум включает в себя аналитическую, теоретическую и экспериментальную группы. В состав GRAND входит ряд европейских предприятий и исследовательских лабораторий.

По сути дела, консорциум GRAND представляет собой развернутую схему коммерциализации графеновых технологий с целью создания коммерчески успешных продуктов.

МГУ и IBM сообщили о деталях подписанного контракта на поставку суперкомпьютеров IBM BlueGene/P . Новый суперкомпьютер будет установлен на факультете математики и кибернетики МГУ, кроме того, данный суперкомпьютер станет первым BlueGene/P, поставленным в Россию, сообщили в IBM. Использоваться суперкомпьютер будет для различных фундаментальных исследований в области нанотехнологий, новых материалов и прикладных исследований.

BlueGene/PBlueGene/P

По условиям соглашения, МГУ купит 2-стоечный вариант BlueGene/P, содержащий 8 192 процессора, пиковая производительность машины составит 27,8 трлн операций в секунду (терафлоп). По словам представителей IBM, мощность такого решения примерно в 2 600 раз выше самого быстрого из доступных на сегодня многоядерных домашних ПК. Согласно данным последнего списка 500 мощнейших компьютеров мира, новый суперкомпьютер МГУ попадает в первые 50 суперкомпьютеров.

Кластер имеет пиковую производительность 60 TFlops и работает на базе 1250 четырехъядерных процессоров Intel Xeon, произведенных по 45-нм техпроцессу.

Не секрет, что над разработкой 32-нм микросхем в настоящее время работают многие отраслевые гиганты, при этом большинство из них стремится объединять свои усилия. Ведь исследования требуют колоссальных денежных вложений, к тому же объединение «умов» поможет существенно ускорить процесс разработки, что очень важно для выживания на быстроразвивающемся рынке.

И вот на прошлой неделе произошла еще одна «глобализация»: в «32-нм гонку» включились еще две компании – Matsushita и Renesas, которая является совместным предприятием Hitachi и Mitsubishi Electric. Об этом новом партнерстве во вторник сообщило печатное издание Nikkan Kogyo, правда, подтверждения на официальных сайтах производителей найти не удалось.

На сегодняшний день нам известно о союзе японских компаний Toshiba и NEC, начавших сотрудничать с ноября прошлого года. Также над 32-нм техпроцессом работает огромный промышленный альянс, в который входят Samsung Electronics, IBM, Chartered Semiconductor Manufacturing, Infineon Technologies, STMicroelectronics.

Основной рынок современной электроники составляет продукция для индивидуальных потребителей (мобильные телефоны, MP3, флэшки, персональные компьютеры и т.п.). Чтобы удержать свои позиции на этом высококонкурентном рынке, производители заинтересованы в массовом производстве продукции с низкой стоимостью.

Отсюда интерес к кремниевым подложкам все большего диаметра для снижения удельных (в пересчете на один чип) производственных расходов. Фабрики, работающие с кремниевыми подложками диаметром 300 мм, появились в 2000 г., а сегодня уже активно дискутируется вопрос о переходе на 450 мм.

Какова цена вопроса? По мнению Г.Дэна Хатчесона (G. Dan Hutcheson), исполнительного директора консалтинговой компании VLSI Research Inc., достаточно вложить в исследования и разработки 3—4 млрд. долл. – и 450 мм фабрика станет реальностью. Но не так скоро, как хотелось бы наиболее заинтересованным производителям.


Бизнес

Известная компания-производитель инструментов для нанотехнологий FEI Co. (Nasdaq: FEIC) открыла центр по обслуживанию «NanoPort» в Шанхае, Китай. «Нано-порты» компании представляют собой центры технической и учебной поддержки оборудования, выпускаемого компанией.

Самое интересное, что китайский «NanoPort» – четвертая организация поддержки в мире. Остальные три находятся в Японии, США и Европе. Это заставляет задуматься о том, что Китай стал еще одним выгодным потребителем наноинструментария. Сегодня именно Китай занимает высокую позицию в мировой нано-гонке по количеству технологий и инвестиций в эту область науки и технологии.

А в России тем временем бизнесмены продолжают «принюхиваться» к нанотехнологиям и пробовать их на зуб. Так, 22 января компания «ОНЭКСИМ» учредила экспертный совет по нанотехнологиям.

Proxorov_M.jpgМихаил Прохоров

Президент компании, Михаил Прохоров, сообщает , что экспертный совет будет выбирать наиболее перспективные проекты в области нанотехнологий, влияющие на дальнейший ход развития отечественной науки и техники. Группа уже определила наиболее перспективное направление в развитии это бизнеса — это функциональные нанокомпозиты и нанокатализаторы. Как говорит Прохоров: «На наш призыв откликнулись лучшие интеллектуальные силы, которые как раз реально и определяют развитие высоких технологий в России на ближайшие 15—20 лет».

«Группа ОНЭКСИМ – не благотворительный фонд, а стратегический инвестор и инвестиционный консультант по привлечению ресурсов в крупномасштабную и долгосрочную программу развития высоких технологий в России с упором на проекты в области водородной энергетики и, конечно, нанотехнологий и наноматериалов» – добавил Прохоров.

Во вторник, 22 января, группа «Онэксим» обнародовала свой первый проект в области нанотехнологий . Компания намерена построить в Москве научно-технический комплекс (НТК), сумма инвестиций в который может превысить 100 млн долл.

До 2011 года в Москве появится научно-технический комплекс «Старопетровский» площадью 10—15 тыс. кв. метров, где будут размещены лабораторные центры для проведения исследований в области нанотехнологий. Об этом заявил в ходе заседания Экспертного совета по нанотехнологиям группы «Онэксим» генеральный директор SGM Александр Корзников. В этот центр «Онэксим», подконтрольный Михаилу Прохорову, планирует инвестировать порядка 45—60 млн долл., а если учитывать оборудование, которое будет закупаться для центра, сумма может составить и более 100 млн долл.


События

Одна из конкурсных работОдна из конкурсных работ

На прошлой неделе начал работу международный онлайн-фестиваль NanoArt . Представленные на нем «художники» работают в принципиально новой манере, создавая полотна и скульптуры микро- и нано-размеров, шедевры, вдохновленные наукой и технологиями.

Основные инструменты авторов международного фестиваля NanoArt – электронный микроскоп и компьютер. Одни предпочитают сканирующий, другие – атомный силовой, третьи используют специальные программы, но цель у всех общая: создание прекрасного. Художники и ученые, представившие свои работы на суд жюри и зрителей, могут использовать существующие микро- и наноструктуры, демонстрируя их в лучшем или неожиданном свете, а могут создавать новые, используя самые современные достижения нанотехнологий.

Вплоть до конца марта на сайте фестиваля проходит открытое голосование посетителей: вы можете выбрать из 121-й работы, поданных 37-ю «нано-художниками» из 13-ти стран мира.

В понедельник, 21 января, стало известно, что лауреат Нобелевской премии по физике вице-президент Российской академии наук (РАН) Жорес Алферов возглавил секцию нанотехнологий в отделении нанотехнологий и информационных технологий академии. Об этом сообщил сам Алферов.

Затем стало известно, что правительство России утвердило поправку к уставу РАН, согласно которой отделение информационных технологий и вычислительных систем преобразовано в отделение нано- и IT-технологий. Руководить этим отделением продолжит президент Курчатовского института, секретарь Общественной палаты Евгений Велихов.

Жорес АлферовЖорес Алферов

Алферов возглавляет комиссию РАН по нанотехнологиям, является председателем Санкт-Петербургского научного центра академии. Кроме того, он является депутатом Госдумы от КПРФ, входит в состав комитета нижней палаты парламента по науке и наукоемким технологиям. Вопросы развития нанотехнологий на федеральном уровне курирует первый вице-премьер Сергей Иванов.

По результатам заседания правительства РФ, Минпромэнерго, Минобороны, Минздравсоцразвития, Минсельхозу, Минрегиону, Минтрансу, Мининформсвязи, Роскосмосу, Росатому совместно с Минэкономразвития с участием Российской академии наук и ГК «Роснанотех» необходимо дополнительно проработать вопросы об имеющемся научном и производственном потенциале, используемом в сфере нанотехнологий и направлениях производства нанопродукции, по которой Россия является конкурентоспособной на мировом рынке или обеспечивающей национальную безопасность и обороноспособность страны.

Предстоит также определить перспективную потребность в этой продукции в разрезе отраслей и рынков до 2015 г. Соответствующие предложения по данным вопросам в месячный срок должны быть представлены в Минобрнауки РФ для включения их в проект программы.

Первый вице-премьер РФ, председатель правительственного совета по нанотехнологиям Сергей Иванов должен предварительно рассмотреть проект программы и план мероприятий по ее реализации.

Минобрнауки, Минпромэнерго, Минобороны, Росстату с участием других заинтересованных федеральных органов исполнительной власти и организаций поручено подготовить и в 2-месячный срок внести в правительство РФ предложения по разработке классификатора продукции наноиндустрии и внедрению его в систему государственной статистической отчетности.

На прошлой неделе также исполнилось сто лет со дня рождения великого Ландау . За свои многочисленные открытия в области физики ученый был удостоен Сталинской премии 3 степеней, а за исследования свойств жидкого гелия в 1962 году Ландау присудили Нобелевскую премию.

«Все эти явления широко применяются в современной микроэлектронике и наноэлектронике. И, поскольку приборостроение не возможно без развития теоретической физики и фундаментальных исследований, в которых она лежит, можно сказать, весь тот арсенал приборостроения, микроэлектроники и наноэлектроники, который в настоящее время мы имеем, – это благодаря теоретическим работам Льва Ландау» – рассказал заведующий кафедрой физики ПГУ Владимир Кревчик.


Итак, наш второй выпуск подошел к концу!

Напоминаем, что если у вас есть какие-либо замечания или пожелания насчет состава рубрик или того, что бы вы хотели видеть в следующих выпусках – пишите !

До встречи через неделю!

Составитель – Свидиненко Юрий

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 3 (1 vote)


Anonymous аватар

Хорошая работа!

Категории статьи