Федеральное агентство по образованию
Волгоградский государственный университет
Факультет управления и региональной экономики
Кафедра экономики предприятия и инновационной деятельности
Семестровая работа
по дисциплине «ЭКОНОМИКА ПРЕДПРИЯТИЯ»
на тему
«Понятие наноиндустрии. Её роль в современном обществе»
Выполнила:
Студентка группы МТб-091
Ли В. И.
Проверил:
асс. кафедры экономики и инновационной деятельности
Азмина Ю.М.
Волгоград 2011
Оглавление
Введение
В последние несколько лет нанотехнология стала рассматриваться не только как одна из наиболее многообещающих ветвей высокой технологии, но и как систе
мообразующий фактор экономики 21 века — экономики, основанной на знаниях, а не использовании природных ресурсов или их переработке. Помимо того, что нанотехнология стимулирует развитие новой парадигмы всей производственной деятельности («снизу-вверх» — от отдельных атомов — к изделию, а не «сверху-вниз», как традиционные технологии, в которых изделие получают путем отсече
ния излишнего материала от более массивной заготовки), она сама является ис
точником новых подходов к повышению качества жизни и решению многих со
циальных проблем в постиндустриальном обществе. На сегодняшний день развитие нанотехнологий является приоритетным направлением экономической политики стран – лидеров мирового хозяйства. По мнению большинства экспертов в области научно-технической политики и инвестирования средств, начавшаяся нанотехнологическая революция охватит все жизненно важные сфе
ры деятельности человека (от освоения космоса — до медицины, от национальной безопасности — до экологии и сельского хозяйства), а ее последствия будут об
ширнее и глубже, чем компьютерной революции последней трети 20 века. Наноиндустрия – способ создания нового типа массового стандартизированного производства в глобальном масштабе, который характеризуется не только технологией принципиально иного уровня, но и соответствующими ей экономическими и социальными отношениями субъектов всех частей глобальной экономической системы (GES). Можно утверждать, что нанотехнологии не только становятся катализатором формирования инновационной неоиндустриализации экономик многих стран, но и способны создавать мощные интернальные и экстернальные импульсы и эффекты. Следовательно, речь идет о «возникновении и развитии мощной положительной обратной связи и последующем за этим процессом “разгоне систем”», когда внедрение результатов научного творчества обеспечивает формирование неоиндустриализации на базе нанотехнологий, а
созданный новый тип производства стимулирует мощное развитие адаптивных и креативных способностей людей. Наноиндустриализация станет мощным генератором или трансформатором экономического роста отдельных отраслей в краткие сроки, масштабных структурных сдвигов в национальных экономиках и изменения их конкурентных позиций в мире – в среднесрочном периоде, определит развитие всей GES – долгосрочной перспективе. Все это ставит задачи и вопросы не только в научно-технической сфере, но и перед адми
нистраторами различного уровня, потенциальными инвесторами, сферой обра
зования, органами государственного управления и т.д.
1. Понятие и сущность наноиндустрии.
В социально-экономических приоритетах любого индустриального государства особое место должно занимать развитие наукоемких отраслей производства с высоким уровнем добавленной стоимости. Лидером мировой экономики на современном этапе в качестве такого направления определена наноиндустрия.
В рамках современных представлений:
Наноиндустрия — интегрированный комплекс производственных, научных, образовательных и финансовых организаций различных форм собственности, осуществляющих целенаправленную деятельность по созданию интеллектуальной и промышленной конкурентоспособной наукоемкой продукции с высоким уровнем добавленной стоимости и ранее недостижимыми технико-экономическими показателями, основанный на высоком научно-образовательном потенциале государства, прогрессивных прорывных и междисциплинарных исследованиях, научно и экономически обоснованном практическом использовании новых нетрадиционных свойств и функциональных возможностей материалов и систем различной физико-химической и биологической природы наноразмерного уровня (когда по меньшей мере один из линейных размеров функциональных (базовых) элементов находится в диапазоне 10-7м — 10-9м, т.е. от 1 до 100 нм), являющихся проявлением наномасштабных факторов. К наноиндустрии можно отнести те производства, продукция которых обладает свойствами, определяемыми наноразмерным уровнем соответствующих систем. Эти свойства могут быть как макроскопическим проявлением квантовых закономерностей, так и вкладом поверхностных атомов наночастиц в общие свойства материалов и систем. Готовность государства и бизнеса поддержать нанотехнологические разработки связана с высоким уровнем ожидаемых от наноиндустрии результатов.1
За сравнительно короткий промежуток времени укрепились представления о том, что:
приставка «нано» – скорее особое обобщенное отражение объектов исследований, прогнозируемых явлений, эффектов и способов их описания, чем простая характеристика протяженности базового элемента”, которая формально определена от единиц до ста нанометров;
базовые понятия с приставкой «нано» должны наиболее полно отражать именно проявление функционально-системных свойств материалов, процессов и явлений, а не только чисто геометрические параметры объектов.
Область знаний о материальных системах, а также о процессах с приставкой «нано» на определенный период времени объединила ученых и инженеров с политиками и чиновниками, поскольку в этом, пока еще «карлике», просматриваются очертания «гиганта» как определенной панацеи – объединяющей системной идеи, открывающей возможности:
реальной диверсификации экономики для придания устойчивости государству через интеллектуальную, а не сырьевую, сферу деятельности;
обеспечения экономической безопасности за счет быстрого и устойчивого вхождения на мировой рынок конкурентоспособной продукции с высоким уровнем наукоемкой добавленной стоимости;
воплощения декларируемых принципов сохранения и развития «человеческого капитала» за счет эффективного использования ранее накопленного научно-образовательного потенциала и широкого применения экономически эффективных новых высоких технологий в системе здравоохранения, обеспечения продовольственной и экологической безопасности;
достижения паритета и превосходства в наукоемких военных и специальных технологиях, обеспечивающих внешнюю и внутреннюю безопасность государства.
Выбор в качестве приоритетного направления наноиндустрии позволяет решить две основные задачи:
экономическую – повышение эффективности производства за счет минимизации сырьевой составляющей в стоимости продукта при резком возрастании интеллектуально добавленной стоимости;
социальную – сохранение и развитие «человеческого капитала» как базового фактора существования независимого государства, обладающего экономическими, научно-техническими и кадровыми ресурсами для производства конкурентоспособной наукоемкой продукции, а также обеспечивающего для своих граждан востребованный современный уровень образовательных услуг и социально «комфортную» среду проживания.
Итак, наноиндустрия ориентирована на создание интеллектуальной и материальной продукции с высоким уровнем добавленной стоимости, формируемой (определяемой) интеллектуальным вкладом «человеческого капитала» – носителя генетического, культурного и технологического наследия. Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.2 Часто употребляемое определение нанотехнологии как комплекса методов работы с объектами размером менее 100 нанометров недостаточно точно описывает как объект, так и отличие нанотехнологии от традиционных технологий и научных дисциплин. Объекты нанотехнологий, с одной стороны, могут иметь характеристические размеры указанного диапазона:
наночастицы, нанопорошки (объекты, у которых три характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм);
нанотрубки, нановолокна (объекты, у которых два характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм);
наноплёнки (объекты, у которых один характеристический размер находится
в диапазоне до 100 нм).
С другой стороны, объектами нанотехнологий могут быть макроскопические объекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов. Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические, технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул, квантовые эффекты. Сегодня в мире происходит бурный рост и развитие рынка нанотехнологий и включающих нанокомпоненты производств. Создаются и выводятся на рынок новые продукты, совершенствуются старые. Оптимистические прогнозные оценки на 2014 г. достигают величины 2,4 триллионов долларов США (рис. 1). С понятием нанотехнологии связаны такие понятия как: наноиндустрия, нанопродукт, нанообъект, наносистема. Эти понятия определяются в Программе развития наноиндустрии в РФ.3Нанопродукт — высококонкурентоспособная продукция (товары, работы, услуги), произведенная с использованием нанотехнологий и обладающая вследствие этого ранее недостижимыми технико-экономическими показателями. Нанообъект – объект, линейный размер которого хотя бы в одном направлении составляет порядка 1-100 нм. Наносистема – система, содержащая структурные элементы размером порядка 1-100 нм, определяющие ее основные свойства и характеристики в целом. К разряду наносистем относятся, в том числе, наноустройства и наноматериалы.
Национальная нанотехнологическая инициатива США (NNI), начатая президентом Клинтоном в 2001 г., является точкой старта глобальной гонки ведущих экономик мира в исследовательских программах в сфере нанотехнологий. Российский рынок нанотехнологий находится на начальном этапе своего становления. На настоящий момент доля России в общемировом
технологическом секторе составляет около 0,3%, а на рынке нанотехнологий — 0,04%. Во многом здесь сказался тот факт, что Россия обратила свое внимание на наноразработки на 7-10 лет позже, чем зарубежные страны, в частности, США, чему в немалой степени способствовали политические преобразования в стране. Вовлеченность отечественного бизнеса в инвестиционный процесс нанотехнологической отрасли довольно низок. В 2008 в РФ около 250 организаций вели научно-исследовательскую и образовательную деятельность в области нанотехнологий, и около 60 предприятий занимались выпуском нанопродукции.
Рис. 1 Прогнозные оценки размера мирового рынка наноиндустрии4
Данные прогнозные оценки развития рынка нанотехнологий показывают возможное направление, но не являются адекватными для более глубокого анализа. Однако мы можем наблюдать из графика ожидаемый рост размера мирового рынка наноиндустрии, это связанно с активностью мировых экономик в этой области. Одни страны имеют огромный потенциал и находятся на начальном этапе становления в сфере нанотехнологий, другие уже активно развиваются.
–PAGE_BREAK–Естественно-научный базис наноиндустрии
Уникальность направления «нано» определяется тем, что оно может оказаться востребованным различными социальными слоями и профессиональными
группами общества, поскольку продукция наноиндустрии – это интеллектуальная и материальная наукоемкая продукция с ранее не достижимыми технико-экономическими показателями, создаваемая с широким применением новых материалов, технологических процессов и методов контроля. Она ориентирована на решение задач обеспечения обороноспособности, безопасности и технологической независимости государства, реализацию социально и экономически значимых национальных проектов в области образования и здравоохранения, повышение качества и разнообразия современных товаров и услуг.
Базисом наноиндустрии является система знаний, основанная на описании, объяснении и предсказании свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или объектов более высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов, т.е. наука о «нано». Формально нанотехнология на основе системы знаний, умений и аппаратурно-информационного обеспечения реализует совокупность научно обоснованных действий для практического материального воплощения идей «нанонауки» в виде «нанотехники», то есть интеллектуальной и материальной продукции: машин, механизмов, приборов, устройств и материалов, созданных с использованием новых, ранее не известных свойств и функциональных возможностей материальных систем при переходе к наномасштабам, определяемых особенностями процессов переноса и распределения зарядов, энергии, массы и информации при наноструктурировании. Особая роль в наноиндустрии принадлежит междисциплинарным исследованиям. Известные междисциплинарные технологии «BIO-ICT», «MASSIVE-ICT», «SMART-ICT» для достижения поставленных целей создания информационно-коммуникационных систем нового поколения используют объекты органической природы, комбинации органических и неорганических структур,
а также ориентируются на присущие (наиболее часто) живым системам явления самоорганизации, адаптации и обучения, причем, для их наиболее эффективного
проявления создаются сверхбольшие массивы (до 1013) традиционных базовых электронных элементов на кристалле, которые в условиях влияния наноразмерного фактора вступают в синергетическое взаимодействие. Последний факт непосредственно связан с достаточно частым обращением в литературе по нанотехнологии к парадигме: «Сверху-вниз или снизу-вверх». Формально речь идет о двух возможных направлениях достижения конечного результата в условиях создания объектов индустрии наносистем.
Первое направление – это фактически физический редукционизм – «от большого к малому» путем многократного уменьшения исследуемого (создаваемого) объекта. Так развивается классическая нанотехнология интегральных схем, которая уже давно преодолела 100-нанометровый рубеж. Однако конструирование сложного многоэлементного многоуровневого изделия (например, интегральной схемы) требует системной интеграции для придания целостности системе.
Второе направление реализуется в рамках целостного, так называемого холического подхода (от греческого – целый, весь), когда исследуют системные свойства искусственно синтезируемого или самоорганизующегося объекта, в основе которого лежат наноразмерные элементы, что наиболее типично для технологии наноматериалов. Последнее направление имеет много общего с первым, так как в рамках эволюционного развития первого направления технологически уже достигнуты элементы с такими размерами (например, 22 нм), при которых их интеграция (самоорганизация) приведет к возникновению функциональных свойств, типичных для кооперативных целостных систем.
Четыре временных периода наиболее ярко характеризуются началом целенаправленных работ по следующим видам наукоемкой продукции:
2000 год – пассивные наносистемы-наноматериалы (наноструктурированные материалы, аэрозоли, гели, коллоиды, используемые как покрытия и самостоятельные дисперсные среды);
2005 год – активные наносистемы-наноустройства (нанокомпозиции для электроники, фотоники, биологии, механики);
2010 год – интегрированные микросистемы на основе наноразмерных систем
(интеллектуальные системы на основе двухмерной и трехмерной искусственной интеграции и самоорганизации с максимальным проявлением наноразмерных эффектов и процессов);
2015–2020 годы – молекулярные наносистемы (кластерные макромолекулярные комплексы, в том числе междисциплинарные, с конвергенцией объектов живой и неживой природы).
Более глубокое познание и, безусловно, использование возможностей материального мира на микро- и особенно – наноразмерных уровнях (когда фактически становится безразличной исходная принадлежность атома или молекулы объекту органической или неорганической природы) создает предпосылку к синтезу искусственных, ранее не известных в природе, систем не просто по составу и (или) структуре, но и, в первую очередь, по свойствам, а, следовательно, функциональным возможностям. Определяя основные принципы столь бурного развития интегрированных систем на основе наноразмерных элементов, конвергентных систем на основе интеграции наноразмерных систем различной природы (органической, биоорганической, неорганической), выделим:
физические и технологические ограничения интеграции и миниатюризации в условиях классических неорганических сред и традиционных схемотехнических решений;
ориентацию на среды и системы с множеством структурно-устойчивых состояний (полиморфизм);
ориентацию на среды и системы, обеспечивающие перенос заряда и энергии с минимумом потерь;
ориентацию на среды и системы, обеспечивающие внутреннюю «генерацию» информации и энергии, в том числе за счет особого взаимодействия с внешней средой;
ориентацию на среды и системы с кооперативными принципами обработки информации, обеспечивающими распределенность, параллельность, ассоциативность, сверхсенсорность и надежность;
ориентацию на среды и системы, обладающие максимальной физиологической совместимостью с человеческим организмом и информационной адаптивностью к алгоритмам его функционирования.
Особую роль приобретает именно «интерфейс» между живой и неживой природой. Современное состояние вопроса в области разработки и создания устройств на основе биосред и их аналогов характеризуется следующими направлениями:
использование биосред в традиционных приборах, например, применение в качестве материалов затвора полевого транзистора или оптического волновода;
использование биосред в реализации прецизионных технологических операций, например, биолитографии с наномолекулярным разрешением;
создание биосенсоров и актюаторов инвазивного и неинвазивного типов для диагностики и биокоррекции состояния организма;
создание функциональных биопротезов, обеспечивающих замещение утраченных органов или функций (слух, зрение и даже обоняние);
попытка создания сверхмощных систем искусственного интеллекта на основе бионейрочипов и сред с нейроподобной структурой.
Таким образом, биоорганические и конвергентные бионеорганические надмолекулярные композиции за счет структурно-морфологического и химического многообразия, а также особенностей переноса в них энергии, заряда и проявления свойств, присущих биосредам, могут рассматриваться как основа «функциональных» сред будущего, характеризующихся сверхбольшой информационной емкостью, высокой удельной энергонасыщенностью, селективностью к внешним воздействиям, ассоциативностью и распределенностью процессов обработки информации. В них также могут сочетаться процессы функционирования и самообновляющегося синтеза. Неорганический элемент надмолекулярной композиции может выполнять не только функции субстрата, но и активной диагностирующей или исполнительной среды.
продолжение
–PAGE_BREAK–Образовательные услуги в области «нано»
Интеллектуальный базис наносистем – это, безусловно, система знаний и умений, носителем которой является «человеческий капитал». Основной формой инвестиций в «человеческий капитал» является предоставление образовательных услуг. Поэтому, наряду с постановкой чисто экономической задачи – повышения эффективности производства на основе опережающего развития высокотехнологичных отраслей, необходимо решать и еще одну социальную задачу – обеспечения требуемого интеллектуального уровня «человеческого капитала» через развитие научных исследований и предоставление образовательных услуг. Это связано с особой ролью интеллектуального фактора в конечных результатах данного наукоемкого направления и его влияния на долгосрочную перспективу любого государства. В рамках развития образовательного базиса России в области наноиндустрии Минобразованием России 4 июня 2003 года был издан приказ №2398 Об эксперименте по созданию нового направления подготовки дипломированных специалистов «Нанотехнология» и специальностей «Нанотехнология в электронике» и «Наноматериалы»5. Учебно-методический Совет по данному направлению возглавил академик Ж.И.Алферов.
На этапе становления «индустрии наносистем», как научно-технического направления, наиболее целесообразной для достижения конечного результата (в условиях многообразия возможных путей развития) представляется подготовка квалифицированных кадров для научной и педагогической деятельности по многоуровневой системе «бакалавр – магистр – аспирант». В апреле 2004 года Минобразование России (Приказ №1922 от 23.04.2004) по представлению УМО по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации, действующего на базе Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета, приняло решение о подготовке бакалавров и магистров по направлению «Нанотехнология».
Целесообразность введения многоуровневой системы подготовки кадров по быстро прогрессирующему направлению обусловлена:
объективной ситуацией в развитии данного высокотехнологичного направления, характеризующейся стадией накопления знаний, то есть, в первую очередь, становлением «нанонауки»;
отсутствием не только в России, но и за рубежом, окончательной концепции развития «наноиндустрии» как промышленного производства, ориентированного на вполне определенную номенклатуру наноматериалов и компонентов наносистемной техники;
необходимостью гармонизации структуры отечественного образовательного процесса по базовым направлениям научно-технического прогресса с концепцией, принятой большинством промышленно развитых стран в рамках Болонской декларации.
Многоуровневая система подготовки по направлению «Нанотехнология» получила значительную поддержку в высших учебных заведениях России. Министерством образования и науки Приказом №197 от 12.07.2005г.6 отменен эксперимент и окончательно введены в действие государственные образовательные стандарты по подготовке бакалавров, магистров и специалистов в рамках направления «Нанотехнология». Многоуровневая система подготовки позволяет осуществлять более целенаправленную ориентацию образовательного процесса в рамках специальных дисциплин с учетом проблемного поля направления подготовки, отраженного в магистерских программах. Анализ возможных образовательных программ при подготовке магистров, ориентированных на область «Наноиндустрия», позволил выделить в качестве наиболее востребованных следующие программы: физика наносистем; химия наносистем; материаловедение наносистем; процессы нанотехнологии; методы нанодиагностики; наноэлектроника; нанооптика; наномеханика; микро- и наноэнергетика; биомедицинские нанотехнологии.
В настоящее время принято важное государственное решение с точки зрения развития образовательно-научного процесса в области наноиндустрии. В рамках реализации Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы» (Постановление Правительства Российской Федерации № 498 от 02 августа 2007 г.) в России создается нанотехнологическая сеть с участием более 30 вузов.7 На их базе предполагается создать научно-образовательные центры по направлению «Нанотехнологии» с выделением вузам реальных инвестиций на развитие наукоемкой материально-технической базы.
Важнейшими элементами обеспечения качества высшего образования являются:
кадровый потенциал, основанный на современных научно-педагогических школах, обеспечивающих преемственность поколений в сочетании с востребованностью и быстрой адаптацией к актуальным научно-техническим проблемам без потери глубины исследований и фундаментальности образования;
лабораторно-экспериментальная база, позволяющая гармонично сочетать возможность получения знаний-знакомств и знаний-умений.
К сожалению, к началу XXI века экспериментальная база большинства вузов в высокотехнологичных областях серьезно отставала от зарубежного уровня. Объемы средств, выделяемых на реализацию инфраструктурных проектов по созданию научно-учебных центров «Нанотехнологии», в рамках существующих цен на уникальные научные приборы и технологическое оборудование позволят приобрести лишь единичные экземпляры, что не создаст возможности реализации целостной программы подготовки и переподготовки кадров для наноиндустрии. Поэтому возникла идея при сохранении за вузом возможности приобретения уникальных специализированных приборов для передовых, интегрированных в мировой и отечественный научно-исследовательский процесс научно-педагогических школ, часть средств, предоставляемых государством в
рамках инфраструктурной программы «Наноиндустрии», направить для выполнения вузами важнейших образовательных функций подготовки и переподготовки кадров, а также популяризации знаний в своих регионах через создание комплексных учебно-научных малобюджетных лабораторий.
Их особенностью являются:
модульный унифицированный характер лабораторной базы при широком охвате направлений для обеспечения, в первую очередь, знаний-знакомств;
доступность в отношении размещения, эксплуатации и, особенно, приобретения оборудования. (Средняя стоимость модуля учебно-научной лаборатории в 5–10 раз меньше аналогичного исследовательского оборудования).
Модульный характер лаборатории позволяет подбирать требуемую номенклатуру малогабаритного технологического и контрольно-диагностического оборудования, имеющего соответствующее методическое обеспечение для быстрой адаптации к учебному процессу.
Базовая номенклатура модульного оборудования для «малобюджетной» учебно-научной лаборатории нанотехнологии и нанодиагностики представлена в табл.1.
Таблица 1.
Состав модульной унифицированной «малобюджетной» учебно-научной лаборатории «Нанотехнологии и нанодиагностика»
ТЕХНОЛОГИИ
КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА
Получение углеродных нанотрубок из газовой фазы
Молекулярная химическая сборка нитридов и оксидов
Плазменное осаждение нанокластеров углерода и металлов
Электрохимическое формирование нанопористого кремния
Золь-гель технология получения наноструктурированных оксидов
Получение органических нанослоев
методом Ленгмюра-Блоджетт
Амплификация ДНК методом полимеразной цепной реакции
Оптическая микроскопия с электрической нанозондовой диагностикой
Растровая электронная микроскопия наносистем
Атомно-силовая микроскопия наноразмерных объектов
Эллипсометрия нанослоевых композиций
Оптическая спектроскопия наночастиц
Электронный парамагнитный резонанс
магнитных нанокластеров
Хроматография белков
Капиллярный электрофорез коллоидных частиц
Источник:
«Наноиндустрия и человеческий капитал» В. Личинин. журнал «Наноиндустрия», выпуск № 6, 2007
В настоящее время осуществляется также подготовка новых образовательных стандартов третьего поколения, в которых, к сожалению, на данный момент, предусмотрено лишь одно направление подготовки по системе «бакалавр – магистр» с приставкой «нано». Это направление «Электроника и наноэлектроника».
продолжение
–PAGE_BREAK–Наноиндустрия для человека
Во всех промышленно развитых странах национальные программы в области нанотехнологий ориентированы далеко не только на научную или военную сферы, а рассматриваются как фактор социально-экономического развития страны применительно к повышению образовательного уровня населения, создания дополнительных рабочих мест высокой квалификации, развития сферы оказания различных социальных услуг населению с использованием новейших материалов и технологий. В качестве одного из основных факторов планируемого экономического роста директивными документами в различных странах определено качество «человеческого капитала». Не отрицая важности экономических факторов в формировании эффективной системы предоставления социальных услуг, следует особо выделить возможную роль нанотехнологий в обеспечении фактически государственного заказа на качество «человеческого капитала».
Особенностью данного госзаказа, направленного на инвестиции в человеческий капитал является:
огромная емкость рынка социально-ориентированной продукции и услуг, их разнообразие;
недостаточная насыщенность рынка продукцией наноиндустрии;
социальная направленность рынка, определяющая его восприятие широкими слоями населения;
социальная направленность рынка, определяемая возможным участием в нем организаций и предприятий различных форм собственности и численности;
социальная направленность рынка, инициирующая исполнительные органы власти различных уровней к реализации мероприятий по развитию сферы социальных услуг.
Социально-ориентированная наукоемкая «нанопродукция» может отличаться низкой материало- и энергоемкостью, умеренной ценой и доступностью для индивидуального и группового потребления. Реально для России она представляет интерес для решения задач в следующих базовых направлениях:
демографическая ситуация – преодоление тенденции снижения численности населения (в первую очередь, трудоспособного), определяемой сокращением продолжительности жизни, нарастанием бытового и производственного травматизма, низким качеством воды и пищи, экологическим состоянием окружающей среды, катастрофами, терроризмом и низкой рождаемостью (критерием эффективности проводимых мероприятий является рост продолжительности жизни);
здравоохранение – устранение общеизвестного факта отсталости аппаратурно-методической базы медицинских услуг, предоставляемых широким слоям населения, отсутствие эффективной системы профилактики болезней за счет внедрения в практику (в первую очередь, для сельских жителей), новых недорогих (индивидуальных и групповых) приборов и методов мониторинга здоровья населения, санитарно-эпидемиологического надзора и лекарственного обеспечения (критерием эффективности проводимых мероприятий, в первую очередь, является проявление тенденций уменьшения доли медицинской помощи, оказываемой населению в условиях стационаров и замедления темпов снижения численности населения);
образование – устранение тенденций к усилению дифференциации в качестве и количестве образовательных услуг, оказываемых различным слоям и
территориальным группам населения за счет оснащения образовательных учреждений различных уровней недорогой современной лабораторной базой, необходимой для преподавания фундаментальных дисциплин, как базиса высокого образовательного уровня населения, и гибкости при индивидуальной профессиональной ориентации;
культура – преодоление негативных тенденций по необратимой утрате памятников культуры, музейных, архивных и библиотечных фондов в условиях их старения и увеличения затрат на их реставрацию за счет применения наукоемких нанотехнологий в области восстановления и профилактики культурного наследия;
трудовые отношения – решение задач по обеспечению современных требований к условиям труда, профилактике профессиональных заболеваний и травматизма за счет применения современных оперативных средств контроля производственных процессов и мониторинга техногенных сред на основе следующего поколения сенсорных систем;
социальная поддержка нетрудоспособных групп населения – необходимость уменьшения сроков включения в социальную и трудовую среду части трудоспособного населения, находящегося на медицинской реабилитации, или инвалидов за счет широкого использования современных технических средств протезирования и замещения органов, индивидуальной диагностики на дому, вспомогательных средств, облегчающих труд и быт.
Государственная востребованность и поддержка отечественных нанотехнологий в решении задач обеспечения социальных гарантий населению России позволит:
стимулировать рост экономики России за счет создания рынка социально-ориентированной конкурентоспособной продукции нового поколения с неограниченным и устойчивым потреблением;
повысить качество жизни населения России;
гармонизировать систему и уровни социальной поддержки населения России и развитых зарубежных стран;
консолидировать гражданское общество и обеспечить поддержку власти.
Научно-технические приоритеты наноиндустрии
При определении научно-технических приоритетов можно использовать следующие критерии:
сохранение и развитие научного и образовательного потенциалов;
национальная безопасность и оборона;
технологическая безопасность и конкурентоспособность;
социальная потребность;
экономическая эффективность.
В качестве одного из возможных вариантов развития научно-технической деятельности в области наноиндустрии в табл.2 приведен комплекс работ по четырем основным направлениям, обеспечивающим решение наиболее актуальных задач в области национальной и технологической безопасности государства, обеспечения конкурентоспособности продукции, развития социальной, медицинской и образовательной сфер.
Реализация представленного перечня фактически базовых научно-технических проектов, по-видимому, не решит всех проблем широкого промышленного развития индустрии наносистем, но обеспечит:
развитие научного и промышленного потенциалов высоких технологий;
интенсификацию междисциплинарных исследований и разработок, обеспечивающих научно-технические прорывы по ключевым направлениям научно-технического прогресса;
развитие кадрового потенциала, интеграцию и эффективное использование высококвалифицированных специалистов;
развитие сферы экономически эффективных социальных услуг на основе новейших технологий.8
Таблица 2.
Актуальные направления работ в области наноиндустрии
НАНОМАТЕРИАЛЫ
Нанокомпозиционные материалы с улучшенными механическими свойствами для сверхпрочных, сверхэластичных, сверхлегких конструкций
Нанокомпозиционные материалы с особой устойчивостью к экстремальным факторам для термически, химически и радиационно стойких
конструкций
Нанокомпозиционные материалы, обладающие «интеллектуальными» свойствами, включая адаптивность и память
Нанокомпозиционные и нанодисперсные материалы для высокоэффективной сепарации и избирательного катализа
Нанокомпозиции для генерации, преобразования и хранения энергии
Нанокомпозиции для электронных, фотонных и флюидных сенсорных, информационно-коммуникационных и исполнительных нано- и микро-
систем
Нанокомпозиционные биосовместимые материалы для выполнения защитных и антисептических функций, протезирования, замещения тка-
ней и органов
Биологически активные наночастицы для наноизбирательной биомаркировки, диагностики, фармакотерапии и генной инженерии
Специальные нанокомпозиционные адаптивные материалы с низкой эффективной отражающей или сверхвысокой поглощающей способ-
ностью в СВЧ и оптическом диапазонах длин волн
Специальные нанодисперсные материалы с максимально эффективным энергопоглощением и энерговыделением
в том числе, импульсным
НАНОТЕХНОЛОГИИ
Машиностроительные технологии для механической, термомеханической и корпускулярной обработки с наноточностью
Физико-химические технологии синтеза, атомно-молекулярной химической сборки и самосборки неорганических и органических наномате риалов, бионеорганических наноразмерных систем
Зондовые, пучковые и корпускулярно-полевые
технологии нанослоевого синтеза, наноразмерного нанесения, удаления и модифицирования вещества
Биомедицинские технологии наноизбирательной диагностики, фармакотерапии, генной инженерии и сверхлокальной инвазивной хирургии
Специальные нанотехнологии для вооружения и военной техники
НАНОДИАГНОСТИКА
Высокоразрешающие методы и средства контроля структуры, состава и геометрии наноразмерных объектов и наноматериалов
Экспресс-методы и средства регистрации электрических, оптических, магнитных, акустических и других видов полей наноразмерных объ ектов
Методы и средства экспресс-выявления и высокоточного количественного анализа состава нано- и пикоколичеств вещества
Высокочувствительные медико-биологические методы и средства анализа наноразмерных объектов в условиях биосред
Средства и методы метрологического обеспечения для процессов производства, контроля и исследований наноразмерных объектов, нано- и пикоколичеств вещества
Специальные экспресс-методы и средства обнаружения и идентификации нано- и пикоколичеств био- и взрывоопасных веществ
НАНОСИСТЕМЫ
(НАНОУСТРОЙСТВА)
Нанохимические компоненты (сорбенты, катализаторы, насосы, реакторы) для высокоэффективной очистки, избирательного сверхскоростно го высокопроизводительного синтеза, атомно-молекулярной инженерии
Наноэлектронные компоненты (элементная база) для сверхинтегрированных сверхмощных устройств наноэлектроники, сверхскоростных систем генерации, хранения, передачи и обработки информации
Нанооптические компоненты (элементная база – излучатели, фотоприемники, преобразователи) для энергетически эффективной светотехники, систем сверхскоростной «сверхплотной» высокопомехозащищенной регистрации, передачи и обработки информации
Компоненты нано- и микросистемной техники (электромеханические, оптомеханические,
теплофизические, флюидные, биотехнические, биологические) для сверхминиатюрных высокочувствительных сенсорных, сверхточных исполнительных и микроэнергопотребляющих робототехнических устройств
Нано- и микроразмерные устройства для генерации, поглощения и аккумулирования электрической, световой, тепловой и механической энергии
Нано- и микроинструмент для процессов атомно-молекулярной инженерии
Нанос
стемы
специального назначения для вооружения и военной техники
Источник:
«Наноиндустрия и человеческий капитал» В. Личинин. журнал «Наноиндустрия», выпуск № 6, 2007
продолжение
–PAGE_BREAK–2.Новейшие достижения Наноматериалы
Материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих.
Углеродные нанотрубки – протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой.
Фуллерены – молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.
Графен – монослой атомов углерода, полученный в октябре 2004 года в Манчестерском университете (The University Of Manchester). Графен можно использовать, как детектор молекул (NO2), позволяющий детектировать приход и
уход единичных молекул. Графен обладает высокой подвижностью при комнатной температуре, благодаря чему как только решат проблему формирования запрещённой зоны в этом полуметалле, обсуждают графен как перспективный материал, который заменит кремний в интегральных микросхемах.
Наноаккумуляторы – в начале 2005 года компания Altair Nanotechnologies (США) объявила о создании инновационного нанотехнологического материала для электродов литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы с Li4Ti5O12 электродами имеют время зарядки 10-15 минут. В феврале 2006 года компания начала производство аккумуляторов на своём заводе в Индиане. В марте 2006 Altairnano и компания Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 успешно завершились испытания автомобильных наноаккумуляторов. В июле 2006 Altair Nanotechnologies получила первый заказ на поставку литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.
Наномедицина и химическая промышленность
Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.
ДНК-нанотехнологии – используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур.
Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис-пептиды).
Компьютеры и микроэлектроника
Центральные процессоры – 15 октября 2007 года компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора, содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. В дальнейшем компания намерена достичь размеров структурных элементов до 5 нм. Основной конкурент Intel, компания AMD, также давно использует для производства своих процессоров нанотехнологические процессы, разработанные совместно с компанией IBM.
Характерным отличием от разработок Intel является применение дополнительного изолирующего слоя SOI, препятствующего утечке тока за счет дополнительной изоляции структур, формирующих транзистор. Уже существуют рабочие образцы процессоров с транзисторами размером 45 нм и опытные образцы на 32 нм;
Жесткие диски – в 2007 году Питер Грюнберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую премию по физике за открытие GMR-эффекта, позволяющего производить запись данных на жестких дисках с атомарной плотностью информации;
Атомно-силовой микроскоп – сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. Обычно под взаимодействием понимается притяжение или отталкивание кантилевера от поверхности из-за сил Ван-дер Ваальса. Но при использованиии специальных кантилеверов можно изучать электрические и магнитные свойства поверхности. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали;
Антенна-осциллятор – 9 февраля 2005 года в лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с ее помощью огромные объемы информации;
Плазмоны — коллективные колебания свободных электронов в металле. Характерной особенностью возбуждения плазмонов можно считать так называемый плазмонный резонанс, впервые предсказанный Ми в начале XX века.
Длина волны плазмонного резонанса, например, для сферической частицы серебра диаметром 50 нм составляет примерно 400 нм, что указывает на возможность регистрации наночастиц далеко за границами дифракционного предела (длина волны излучения много больше размеров частицы). В начале 2000-го года, благодаря быстрому прогрессу в технологии изготовления частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области нанотехнологии — наноплазмонике. Оказалось возможным передавать электромагнитное излучение вдоль цепочки металлических наночастиц с помощью возбуждения плазмонных колебаний.
Робототехника
Молекулярные роторы – синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии;
Нанороботы – роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, т.е. самовоспроизводству, называются репликаторами. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины создания» американский учёный Эрик Дрекслер. В настоящее время уже созданы электромеханические наноустройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов;
Молекулярные пропеллеры – наноразмерные молекулы в форме винта, способные совершать вращательные движения благодаря своей специальной форме, аналогичной форме макроскопического винта;
С 2006 года в рамках проекта RoboCup (по футболу среди роботов) появилась номинация “Nanogram Competition”, в которой игровое поле представляет из себя квадрат со стороной 2.5 мм. Максимальный размер игрока ограничен 300 мкм.
продолжение
–PAGE_BREAK–Индустрия нанотехнологий
В 2004 году мировые инвестиции в сферу разработки нанотехнологий почти удвоились по сравнению с 2003 годом и достигли $10 млрд. На долю частных доноров — корпораций и фондов — пришлось примерно $6.6 млрд инвестиций, на долю государственных структур — около $3.3 млрд. Мировыми лидерами по общему объему капиталовложений в этой сфере стали Япония и США. Япония увеличила затраты на разработку новых нанотехнологий на 126 % по сравнению с 2003 годом (общий объем инвестиций составил $4 млрд.), США — на 122 % ($3.4 млрд.). В 2008 году финансирование России на развитие нанотехнологий достигло уровня США примерно, 1945-1955 гг.9
3.Глобальный процесс формирования наноиндустрии
В начале XXI в. предполагалось, что объем мирового рынка нанотоваров к 2015 г. превысит 3 000 млрд долл. США. Однако к 2004 г. объем мирового нанорынка уже составил примерно 500 млрд долл., к 2007 г. вырос почти в 3 раза и достиг 1 400 млрд, а к 2015 г. возможен рост до 4 000 млрд долларов. (Диаграмма 1)
Диаграмма 1
Объем мирового рынка нанотоваров.
В наноиндустрии мира будет занято до 500 тыс. человек и в перспективе будут работать до 20 тыс. предприятий. Расширение наноиндустрии происходит все
быстрее. Однако прогнозы развития глобального нанопроизводства и емкости нанорынка существенно различаются и страдают большими погрешностями, поскольку предполагаемые для будущего производства и обмена на нем товары недостаточно дифференцируются. Следовало бы разделить прогнозы по развитию рынков инвестиционных и потребительских товаров, частных технологий и технологических комплексов, оборудования и услуг, товаров конечного потребления и институциональных товаров (стандарты, нормы, правила и т. п.), информации и квалифицированной рабочей силы. Не исследуются теневые процессы и негативные эффекты развития глобального нанопроизводства и нанорынка, которые уже проявляются. В рамках мегарегиональных интеграционных объединений (ЕС, СНГ, АТЭС, ШОС, БРИК и др.) «работают» межгосудартвенные коллективные соглашения и договоры создания наноиндустрии. Приоритетными объектами сотрудничества стали проекты: по метрологическому обеспечению, оценке безопасности и стандартизации материалов и товаров наноиндустрии; по подготовке профессиональных кадров для наносферы; по организации и коллективной эксплуатации научных центров нанотехнологий; по созданию совместных производств, сетей инфраструктуры и рынков нанопродукции; по сбору статистических данных и разработке ее индикаторов. Масштабные проекты по развитию нанотехнологий и производству нанотоваров реализуют также ТНК и МНК, формируя мегакапиталы для решения новых задач, создавая стратегические альянсы для эффективной эксплуатации человеческих, интеллектуальных, технических, материальных, институциональных, организационных, информационных и финансовых ресурсов многих стран. На макроуровне GES субъектами взаимодействия в сфере нанотехнологий становятся страны для реализации национальных и региональных проектов, имеющих приоритет для национальных экономик. Государственные интересы в этой сфере представляют государственные корпорации и компании. Например, в России – Государственная корпорация «Роснанотех», Российский центр нанотехнологий (РЦНТ); в Японии –Японская ассоциация по науке и технике; в Финляндии –государственная инвестиционная компания «Suomen
Teollisuussijoitus Oy». Необходимость масштабной государственной поддержки становления наноиндустрии очевидна, учитывая интенсивность ее формирования в лидирующих странах, жесткую глобальную конкуренцию, высокую капиталоемкость исследований и масштабы создания новых производств на основе нанотехнологий. Этой позиции придерживаются правительства многих государств, выделяя огромные средства на развитие наноиндустрии. Объем государственных инвестиций в наноиндустрию по паритету покупательной способности валют в 2008 г. составил: в России –2,107 млрд долл.; Китае –2,034 млрд долл.; США –1,821 млрд долл.; Японии –0,995 млрд долларов. Однако лидером оставался ЕС (без Румынии и Болгарии) – 2,787 млрд долларов (см. диаграмму 2).
Диаграмма 2
Объем государственных инвестиций в наноиндустрию по паритету покупательной способности валют в 2008 г.
В 2007 г. частный бизнес впервые вложил в мировые нанотехнологии средств больше, чем государственный сектор (см. табл. 3). Объем корпоративного финансирования в 2008 г. составил 8,6 млрд долл., превысив государственные вложения; еще 1,2 млрд долл. были выделены венчурными компаниями, роль которых в глобальной наноиндустриализации быстро возрастает. Сложившаяся к 2008 г. структура финансирования подтверждает тенденцию интенсивного роста коммерциализации предпроизводственных стадий сферы наноиндустрии.
Таблица 3
Распределение по источникам мирового финансирования нанотехнологий, млн. долл.
Год
Государственное
Корпоративное
Венчурное
Итого
2004
4 600
3 800
200
8 600
2005
4 610
4 460
497
9 567
2006
5 800
5 300
699
11 799
2007
6 220
6 570
712
13 502
2008
8 400
8 600
1230
18 230
Источник: Наноиндустриализация в глобальном контексте [Текст]/ О. В. Иншаков ;
Диаграмма 3
Распределение по источникам мирового финансирования нанотехнологий, млн. долл.
Под источниками мирового финансирования мы предполагаем источники финансирования следующих стран и объединений стран: США, ЕС, РФ, Китай, Германия, Япония, Австралия, Корея, Канада, Тайвань, Китай, Россия, Сингапур, Восточная Европа.
На мезоуровне субъектами нанотехнологической индустриализации становятся органы власти регионов и макрорегионов отдельных стран, а объектами их деятельности – проекты по созданию особых экономических зон, нанотехнологических парков, технопарков, научно-производственных парков, центров трансфера технологий, инновационно-технологических центров, коучингцентров, венчурных инновационных фондов и др. Наконец, на микроуровне GES в отношения по поводу разработки нанотехнологии и производства нанопродуктов вступают отдельные «нанорелевантные» предприятия– крупные предприятия, средние и малые промышленные,
инновационные и венчурные предприятия; научно-исследовательские институты, центры и организации, ведущие фундаментальные и прикладные исследования в сфере нанотехнологий и наноматериалов; высшие и средние учреждения профессионального образования; бизнес-инкубаторы и бизнес-ангелы. Эти предприятия (национальные или транснациональные, местные и совместные, вновь образованные и конвертированные) – звенья микроэкономики наносферы. Нановектор эволюции GES раскрывает рост дифференциации и расширение многообразия производства, полагает необходимость преодоления деления экономической теории только на микроэкономику и макроэкономику, доказывает, что оно стало недостаточным и тормозит развитие практики нанопроизводства. Онтогенетическое развитие всех частей GES предполагает продвижение на наноуровень. Это обусловлено персонификацией, индивидуализацией, оригинальностью, этнической спецификой процессов и продуктов труда, ростом влияния действий отдельного работника на появление и развитие новых видов производств. Наноэкономика, несмотря на различия в ее понимании, становится особым разделом экономической теории, политики и практики. В качестве своих источников наноэкономика имеет теории действия и микроэкономику, эргономику и эгономику, теорию контрактов и научной организации труда, теории благосостояния и инноваций. Она оказывает непосредственное влияние на изменение содержания и направлений развития не только всей экономической теории, но и менеджмента и планирования, организации и контроллинга, учета и ценообразования, финансов и логистики, маркетинга и рекламы, теории институтов и информации, практики трансакций и контрактов. Следовательно, на современном этапе нанотехнологической революции возникает вызов традиционной экономической науке. Требуется дальнейшая дифференциация структуры GES как объекта исследования, уточнение структуры ее предмета на наноуровне. Новые технологии неизбежно порождают потребность в формировании адекватных им экономических и социальных отношений, в переосмыслении их генетического строения, способов функционирования и эволюции.
4. Сравнительный анализ национальных политик стран и групп стран в области наноиндустриализации.
К началу 2008 г. 55 из 191 суверенной страны мира (около 29 %) приняли государственные программы развития нанотехнологий и формирования наноиндустрии. Эти программы носят стратегический характер и часто дополняются различными тактическими решениями и мероприятиями. Программы принимаются на государственном уровне в масштабе страны, по отдельным отраслям, межотраслевым ведомствам или регионам, а иногда по отдельным национальным, международным или региональным проектам. Такие национальные программы создания предпосылок и реального формирования наноиндустрии являются обычно среднесрочными или долгосрочными. Самая масштабная по объемам финансирования и направлениям деятельности государственная поддержка развитию нанотехнологий оказывается в США. Главной формой стратегического осуществления государственной политики стала Национальная нанотехнологическая инициатива (NNI), принятая в начале 2000 года. Особенность NNI в том, что эта программа координирует деятельность 25 федеральных агентств, объединяет их в единую междисциплинарную сеть, не предполагает создание новых управляющих институтов, а ее общий бюджет включает бюджеты всех агентств. NNI управляется Национальным научно-техническим советом, при помощи которого Президент США координирует научную, космическую и технологическую политику Федерального правительства.
В 2001 г. на реализацию программы NNI было заложено 497 млн долл., что сделало нанотехнологические исследования приоритетным среди всех направлений финансирования науки в США. С 2000 г. расходы на нанотехнологии в рамках NNI возросли до 1 300 млн долл. в год. Помимо бюджета NNI, нанотехнологии с 2002 г. финансируются непосредственно из средств федерального бюджета и бюджетов штатов. На 2010 г. предусмотрено 1,6 млрд долл. на разработки в области нанотехнологий. Всего с 2001 г. с учетом бюджета 2010 г. выделено 12 млрд долларов. Кроме того, в США на
исследования, связанные с нанотехнологиями в областях окружающей среды, здравоохранения и безопасности, выделено больше 350 млн долл., и более 220 млн долл. – на изучение этических, юридических и социальных аспектов нанотехнологий. Другой особенностью подхода к развитию нанотехнологий в США является ориентированность на «одновременное решение всех проблем нанотехнологии». В «Акте об исследованиях и развитии нанотехнологий в XXI веке», утвержденном президентом Дж. Бушем в 2003 г., было выделено свыше 1 000 направлений поиска в наносфере в фундаментальном и прикладном аспектах. Это отражает понимание наличия множества природных явлений и процессов, в которые происходит исследовательское проникновение до наноуровня с целью многообразного использования выявленных эффектов в производстве. Для России такое многообразие пока не целесообразно. При имеющемся инвестиционном потенциале, вызовах конкурентов и внешних угрозах стратегически верно сосредоточить ограниченные ресурсы на приоритетных направлениях, не допуская распыления капиталов и инвестиций, постепенно расширяя спектр исследований. Основную конкуренцию США в области нанотехнологий составляют страны ЕС и Япония. В ЕС нанотехнологические исследования и разработки финансируются из средств Европейской комиссии и бюджетов отдельных государств. Среди стран ЕС лидерами в этой области науки являются Германия, Франция и Великобритания. В 2004 г. была принята «Европейская стратегия развития нанотехнологий», предполагавшая увеличение инвестиций в развитие нанотехнологий; создание развитой инфраструктуры, системы подготовки кадров; формирование системы льгот для инновационных предприятий; разработку и реализацию мер обеспечения безопасности потребителей нанопродукции. Затем Совет по конкурентоспособности ЕС, основываясь на «Европейской стратегии развития нанотехнологий», разработал план действий, одобренный в 2005 г. и осуществляемый в настоящее время. Развитие нанотехнологий признано стратегической приоритетной задачей научно-технологической и социально-экономической политики Японии, где Национальная программа работ по нанотехнологии утверждена еще в 1999 году.
К приоритетным наноиндустриальным разработкам Японии относятся: полупроводниковые технологии, терабитные запоминающие устройства, технологии сетевых устройств. Государственная политика поддержки нанотехнологий Японии реализуется в деятельности Министерства культуры, науки, технологий и спорта, которое курирует нанотехнологические исследования и распределяет бюджетные средства, и Министерства экономики, промышленности и торговли, осуществляющего обширную программу нанотехнологического материаловедения. Головной организацией в области нанотехнологий стал Национальный институт материаловедения (National institute for materials science), который был создан в 2001 г. путем слияния Национального исследовательского института металлов и Национального института исследования неорганических материалов. К особенностям японской стратегии развития нанотехнологий относятся: плановая централизованная поддержка государства; ориентация на использование наноматериалов; главная цель – «создание общества гармонии с природой»; превышение корпоративного финансирования исследований и разработок в нанотехнологии над бюджетным; устойчивая тенденция к переходу от исследований к коммерциализации результатов в области нанотехнологии. Вместе с высоким уровнем государственной поддержки нанотехнологий отмечается рост доли корпоративного финансирования (в 2006 г. – 1,704 млн долл., что на 48 % больше, чем в 2005 г.). Прирост бюджетного финансирования за этот период составил 12 %, что косвенно свидетельствует об устойчивой тенденции коммерциализации результатов фундаментальных исследований. В США большое внимание уделяется партнерству между академическим сектором и частными компаниями для обеспечения совместного финансирования НИОКР корпоративным сектором. Поощрение партнерства обеспечивает трансферт технологий и коммерциализацию НИОКР. В Японии в 2003 г. была принята Японская инициатива бизнеса в области нанотехнологий (NBCI). Объемы инвестиций частных коммерческих структур в развитых странах сопоставимы с объемами государственных вложений, а часто и превышают их, что способствует росту их
глобальной конкурентоспособности. В современных условиях на лидирующие позиции в развитии нанотехнологий активно претендует и КНР, где в 1987–1995 гг. при поддержке Академии наук Китая и Национального научного фонда в области естественных наук уже действовала первая программа по поддержке исследований и разработок в области нанотехнологий. С 1990 г. поддержка нанотехнологий начала осуществляться на государственном уровне – Министерством науки и техники КНР была принята «Программа по поддержке исследований и разработок в области нанотехнологий на период до 2000 года». Затем была принята новая «Национальная программа развития нанотехнологий на период 2001–2006 гг.» с бюджетом в 240 млн долларов. Приоритетная роль в поддержке нанотехнологий принадлежит китайскому правительству и местным органам власти. Основными структурами, финансирующими развитие нанотехнологий, являются Министерство науки и техники, Министерство образования, Национальный научный фонд в области естественных наук, Академия наук КНР. Координацию политики по развитию нанотехнологий на национальном уровне осуществляет созданный в 2000 г. Национальный комитет по нанотехнологиям. Основными направлениями развития нанотехнологий в КНР являются: наноэлектроника, наномедицина, исследования в области национальной обороны и информационных систем, сельского хозяйства. Ключевая роль в осуществлении фундаментальных и прикладных исследований принадлежит Научно-исследовательскому центру нанотехнологий и новейших материалов в Пекине.
КНР сегодня вплотную подошла к стадии массового внедрения и применения продуктов нанотехнологий в различных отраслях. По прогнозу Китайской ассоциации нанотехнологий, к 2012 г. стоимость производимых в стране продуктов с использованием инанокомпонентов и методик достигнет 2,2 млрд долл., а к 2014 г. стране будет принадлежать 15 % мирового рынка в этой области. По количеству зарегистрированных патентов в области нанотехнологий КНР уже занимает третье место в мире после США и ФРГ. Однако показатели развития нанотехнологий и наноиндустрии от- носительно ВВП и на душу населения КНР
пока невелики. Перспективен формат двухстороннего взаимодействия КНР и РФ, эффективными могут стать научные, производственные и образовательные контакты этих стран. Их развитию способствует подписанное ГК «Роснанотех» и Министерством науки и техники КНР в 2008 г. «Соглашение о стратегическом сотрудничестве по нанотехнологиям», в соответствии с которым на базе Государственного парка по нанотехнологиям г. Сучжоу будут осуществляться совместные российско-китайские НИОКР, производство и коммерциализация продуктов нанотехнологий. Необходимо отметить, что развитие международных контактов в нанотехнологической сфере не следует рассматривать как их развертывание исключительно в строгом соответствии выявленным в обобщенном виде уровням взаимодействия GES. На практике они могут тесно переплетаться горизонтально и вертикально, содействуя формированию точек и зон наноактивности в хозяйственном пространстве GES. Так, взаимодействие КНР и РФ интегрирует все уровни и сферы GES: от мегаэкономики, макроэкономики и мезоэкономики регионов разных стран до микроэкономики фирм и наноэкономики работников и потребителей. Оно формирует и соответствующие рынки. Пример такого интеграционного сотрудничества –совместный проект ГК «Роснанотех» и китайской компании «Thunder Sky» по созданию в России производства аккумуляторных литий-феррофосфатных батарей для применения на электротранспорте, в телекоммуникациях, энергетике. По указанному проекту в Новосибирске будет построен завод, включающий 4 производственные линии «Thunder Sky», запатентованные технологии которой позволят значительно снизить себестоимость производства по сравнению с ближайшими конкурентами. Новая продукция будет иметь гарантированный рынок сбыта в разных странах, поскольку «Thunder Sky» планирует выкупать большую часть продукции завода в РФ для обеспечения контрактов с китайскими производителями электротранспорта. Реализация проекта будет означать трансферт в Россию самых современных технологий, стимулирует создание новых высокотехнологичных производств и снижение себестоимости продукции. В рамках проекта будет создано более 500 новых рабочих мест, федеральный и
региональный бюджеты получат в 2010–015 гг. более 7 млрд руб. в виде налоговых поступлений. Глобальные процессы наноиндустриализации специфически проявляются в каждой стране. Следует оценить исходные позиции отдельных стран в плане их потенциала, провести компаративный анализ состояния конкурентов и современного положения каждой страны относительно начальных прогнозов и планов. В общем объеме публикаций по различным аспектам нанотехнологий лидируют США, Япония, Китай и Германия (табл. 4).
Таблица 4
Вклад в общее количество публикаций по тематике
нанотехнологий по странам мира и их группам
Страна (группа стран)
1995 г.
2005 г.
По всем авторам
По первому автору
По всем авторам
По первому
автору
ЕС 27
3 797 (25,3%)
3 476 (23,2%)
17 343 (31,0 %)
14 905 (26,4 %)
США
3 112 (20,8%)
2 836 (18,9%)
14 247 (25,4 %)
12 183 (21,8 %)
Япония
1 146 (7,6%)
1 031 (6,9%)
6 191 (11,1 %)
5 342 (9,5 %)
Китай
507 (3,4%)
472 (3,1%)
9 859 (17,6 %)
9 252 (16,5 %)
Германия
1 077 (7,2%)
894 (6,0%)
4 910 (8,8 %)
3 458 (6,2 %)
«Азиатские тигры»
351 (2,3%)
315 (2,1%)
5 366 (9,6 %)
4 760 (8,5 %)
продолжение
–PAGE_BREAK–
Источник: Наноиндустриализация в глобальном контексте [Текст]/ О. В. Иншаков ;
Россия занимает 9-е место по публикационной активности и 17-е место по индексу цитирования трудов российских ученых по этой проблематике. Однако следует отметить, что в зарубежных изданиях фундаментальные результаты российских исследователей часто «замалчиваются», сроки их публикации необоснованно увеличиваются, имеет место заимствование без ссылок на авторство, тексты подвергаются различного рода модификации, публикуются при навязанном соавторстве. Большая часть научно-образовательных мероприятий и выставок в области нанотехнологий проходит в государствах ЕС и США (табл. 5).
Таблица 5
Динамика выставочной активности стран мира
Страна (группа стран)
2006 г.
2007 г.
2008 г.
США
165
207
169
ЕС
234
266
244
Китай
12
16
10
Япония
22
25
14
Южная Корея
3
4
4
Россия
4
5
9
Всего в мире
523
632
532
Научная активность стран мира в области нанотехнологий сильно различается, что подтверждают обобщенные данные за 2005–007 годы. Доля стран (групп стран) в научных публикациях и патентах в данной области: США –25,7 % и 52,1 % соответственно, ЕС –27,9 % и 20,6 %, Китая –22,7 % и 1,1 %, Японии –9,6 % и 10,6 %, Южной Кореи –6,0 % и 4,9 %, России –3,0 % и 0,6 %. В США и Японии доля патентов превышает долю публикаций, а хроническое отставание процессов патентования особенно заметно в Китае и России. Недостаточный уровень развития защиты интеллектуальной собственности и коммерциализации приводит к тому, что фундаментальные и прикладные разработки перетекают в наиболее активные и капитализированные пространства, где получают патенты и реализуются в производстве новых товаров. По динамике роста количества выданных патентов США постепенно уступает позиции Южной Корее, Нидерландам, Канаде, Великобритании. В ряде стран уже прошли апробацию и наращивают свою мощь необходимые механизмы интенсификации перехода на нанотехнологии во многих сферах и отраслях производства, активно осуществляется обмен опытом в рамках международных конференций и проектов, посвященных разработкам и внедрению нанотехнологий. Поскольку государственная экономическая политика соединяет стратегический и тактический аспекты активизирующего воздействия на развитие нанотехнологий и различных видов наноиндустрии, оба аспекта должны стать объектом научного
анализа, теоретической разработки, проектирования и реализации в хозяйственной практике всех стран.10
5.Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО)
РОСНАНО – масштабный государственный проект,
конечной целью
которого является перевод страны на инновационный путь развития и вхождение России в число лидеров мирового рынка нано-технологий. Сегодня в Корпорации сосредоточены одни из лучших специалистов страны, способных наладить взаимовыгодное сотрудничество между наукой, бизнесом и государством. Это – основное условие успеха.
А.Б. Чубайс, генеральный директор РОСНАНО. Российская корпорация нанотехнологий основана в 2007 г. федеральным законом № 139-ФЗ для реализации государственной политики в сфере нанотехнологий. Корпорация решает эту задачу, выступая соинвестором в нанотехнологических проектах с значительным экономическим или социальным потенциалом. Финансовое участие корпорации на ранних стадиях проектов снижает риски ее партнеров-частных инвесторов. Корпорация участвует в создании нанотехнологической инфраструктуры, такой как центры коллективного пользования, бизнес-инкубаторы и фонды раннего инвестирования. Для поддержки финансируемых проектов Корпорация реализует научные и образовательные программы, а также популяризирует нанотехнологические исследования и разработки. Корпорация выбирает приоритетные направления инвестирования на основе долгосрочных прогнозов развития (форсайтов), к разработке которых Корпорация привлекает ведущих российских и мировых экспертов. Поддерживая выход российских компаний на внешние рынки и укрепляя их взаимовыгодные международные связи, Корпорация развивает сотрудничество с ведущими мировыми нанотехнологическими центрами и организует в России ежегодный международный форум по нанотехнологиям.
Основные принципы деятельности Компании:
Реализация государственных интересов. В сфере нанотехнологий Компания действует в интересах Российской Федерации, является основным координатором инновационной политики, направленной на коммерциализацию перспективных научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.
Коммерческая направленность. В инвестиционной сфере деятельность Компании направлена на достижение положительных коммерческих результатов и вовлечение частного капитала в наноиндустрию.
Эффективность. Для достижения поставленных целей Компания максимально эффективно использует предоставленные ресурсы, учитывая имеющиеся ограничения и избегая неоправданных затрат.
Региональное развитие. Компания содействует развитию инновационных процессов в сфере нанотехнологий во всех регионах Российской Федерации, имеющих и/или активно создающих условия для такой деятельности.
Публичность и открытость. Корпорация открыта для взаимодействия с любыми российскими и зарубежными структурами для достижения поставленных целей. Компания информирует всех участников инновационного процесса и общественность о своей текущей деятельности и ее результатах.
Координация совместной деятельности. Корпорация координирует свою деятельность с другими институтами развития и участниками инновационного процесса в области нанотехнологий.
Снижение рисков и устранение рыночных барьеров. Компания стремится снизить научные, технологические, рыночные риски для всех участников инновационного процесса в области нанотехнологий.
Компания может полностью или частично принять на себя риски, связанные с развитием нанотехнологий в наиболее важных направлениях инновационного процесса.
Компания создает необходимые условия для расширения числа участников
инновационного процесса, и она не будет конкурировать с коммерческими институтами.
Стратегия деятельности Компании в реализации миссии и поставленных целей включает в себя следующие структурные составляющие:
Научное прогнозирование (форсайт) — формирование стратегических целей, способов их достижения для участников инновационного процесса.
Инфраструктурные программы — создание и развитие инфраструктуры, необходимой для генерации научных знаний, подготовки кадров и коммерциализации технологий, информационное обеспечение инновационных процессов.
Инвестиционная деятельность (инвестиционные проекты) — отбор, экспертиза и финансирование проектов и программ, соответствующих целям дорожных карт, принципы и организация управления проектами.
Образовательные проекты (развитие системы образования и подготовки кадров) — содействие развитию системы подготовки кадров для инновационной деятельности, включая научные, технологические и управленческие кадры, с учетом необходимости междисциплинарного обучения и подготовки.
Популяризация и общественные коммуникации – повышение общественной информированности о процессах, происходящих в наноиндустрии, формирование доверительного отношения к продукции наноиндустрии, повышение привлекательности наноотрасли как сферы инвестирования.
Развитие рыночных условий и отношений (раскрытие рынков) — формирование условий и содействие развитию (расширению) рынков сбыта нанотехнологической продукции и интеллектуальных продуктов наноиндустрии с целью обеспечения притока частных инвестиций. Содействие продвижению российской нанотехнологической продукции на мировые рынки.
Обеспечение безопасности нанотехнологий и продукции наноиндустрии — активное и опережающее проведение работ, связанных с выявлением и учетом всех факторов безопасности научных исследований, выпуска и использования (применения) продукции наноиндустрии.
Сертификация, стандартизация и метрологическое обеспечение — содействие формированию систем стандартизации, сертификации и метрологического обеспечения наноиндустрии.
Участие в совершенствовании законодательства — выявление направлений совершенствования законодательной базы инновационных процессов в наноиндустрии, проведение мероприятий, направленных на снижение (устранение) имеющихся законодательных барьеров и противоречий.
Международное сотрудничество — развитие международного взаимодействия в научной, коммерческой и инвестиционной сфере, продвижение российской нанопродукции на международные рынки, участие Компании в деятельности международных организаций, формирование позитивного образа России как одного из основных участников мирового инновационного процесса;
Создание международной площадки для обсуждения проблем и перспектив развития наноиндустрии — создание и развитие условий в России для обсуждения глобальных научных, технических и экологических проблем наноиндустрии, проведения соответствующих мероприятий на постоянной основе.11
Заключение
В настоящее время интерес к нанотехнологиям резко возрастает, так как они, обещают в будущем огромную практическую пользу и соответственные прибыли, но не менее важно и то, что нанонаука способна изменить стиль научного мышления и дать мощный импульс развитию фундаментальной науки. Развитие нанотехнологии, возможно, позволит найти новые подходы к решению многих научных проблем в физике и химии конденсированных состояний, биологии, материаловедении и технике. Развитие наноиндустрии играет важную роль в современном обществе, так как это ведет к созданию принципиально новой материальной базы, большего количества пищи, энергии, доступных водных ресурсов, новых возможностей медицины. Вместе с тем, этот потенциал способен изменить мировую энергосистему, осуществить переворот в экономике, политике, вооруженных силах государств. В частности, решающее влияние на изменения в социальной сфере окажет нанотехнологическая альтернатива традиционным энергоресурсам. Возрастание эффективности сбора солнечной энергии, водородная энергетика, извлечение энергии из вещества – это только некоторые из возможных дополнительных, а впоследствии и преобладающих, источников энергоресурсов, внедрение которых напрямую связано с успехами в развитии нанотехнологий. Разные страны располагают теми или иными запасами нефти, газа, угля. Можно перекрыть нефтяную или газовую трубу, но трудно представить себе, что одна страна может помешать другой иметь доступ, например, к энергии солнца. Нанотехнологии позволят каждой стране иметь столько ресурсов, сколько ей необходимо. Поэтому структура мирового хозяйства будет кардинально меняться с безусловным снижением значимости ресурсодобывающих стран. Освобождение человека от ресурсозависимости приведет к важным социальным последствиям. Миллионы людей вынуждены будут сменить профессию или остаться безработными, изменится геополитическая карта мира. Очень важным является вопрос, насколько общество психологически готово принять нанотехнологическую революцию, как совершающийся факт, насколько оно
располагает кадровым потенциалом для эффективного участия в этом процессе. Существенная роль в психологической подготовке общества, безусловно, принадлежит средствам массовой информации.Точно также, нанотехнологии могут стать и причиной серьезных конфликтов, в том числе, вооруженных. Сложившаяся в мире геополитическая ситуация в значительной степени опирается на созданную систему глобального контроля уровня вооружений и военной техники технологически развитых стран. Сегодня разработку и накопление оружия массового уничтожения можно обнаружить и вопреки желанию государства-хозяина. В случае же нанотехнологий, контроль практически невозможен, в крайнем случае, весьма проблематичен. Машины, способные делать необходимые операции с атомами, уже создаются. Закладываются основы технологий атомной и молекулярной сборки и самосборки для использования в электронике, связи, оптике, робототехнике. Испытана в Афганистане система Smart dust («умная» пыль). Ведутся работы по созданию «маломощного» ядерного оружия с использованием элементов нанотехнологий, нано- и пикоспутников, появление которых может значительно скорректировать существующие военные доктрины. Поэтому представляется, что развитие нанотехнологий в целом, а особенно, систем вооружения и военной техники, безусловно, относится к числу важнейших конвенциальных проблем, которые должны быть сформулированы и рассмотрены на самых высоких уровнях уже сегодня, чтобы своевременно найти необходимые политические решения. И Россия должна иметь на этом поле достойный для равноправных переговоров потенциал.
Список литературы
Ананян М.А. Наноиндустрия – вектор развития. 15.05.2008./ [электронный ресурс]: режим доступа www.nonlin.ru/node/165
Балабанов В. Нанотехнологии. Наука будущего. — М.: Эксмо, 2009. -247 с.
Глазьев С. Возможности и ограничения технико-экономического развития России в условиях структурных изменений в мировой экономике. 24 декабря 2008г./[электронный ресурс]: режим доступа www.glazev.ru/econom_polit/2477
Ч. Пул, Ф.Оуэнс. Нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2004. — 327 с.
О. В. Иншаков. Наноиндустриализация в глобальном контексте; Гос. образоват. учреждение высш. проф.образования «Волгогр. гос. ун-т». – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2010. – 36 с.
В. Личинин. «Наноиндустрия и человеческий капитал» журнал «Наноиндустрия», выпуск № 6, 2007
А.В.Путилов. «Концепция формирования национальной нанотехнологической сети РФ» Введение в технологический маркетинг развития наноиндустрии. — М.: Издательский дом МИСиС, 2008.
«Нанотехнологии»/[электронный ресурс]: режим доступа nano-info.ru/nanotechnologies/
The economic development of nanotechnology- An indicators based analysis/ [электронныйресурс]: режимдоступаftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/nanoarticle_hullmann_nov2006.pdf
Российская национальная нанотехнологическая сеть/ режим доступа http://www.rusnanonet.ru
Корпорация российских нанотехнологий «Роснано»/ режим доступа www.rusnano.com
Интернет-журнал о нанотехнологиях/ режим доступа http://nanodigest.ru/content/view/22/40
Национальная ассоциация наноиндустрии/режим доступа http://www.nanotech.ru/nan/
Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. М.: Бином, 2008.-134с.
Келлер К. Котлер Ф, Маркетинг менеджмент. Спб.: Питер, 2007. — 816с.