Проблемы и возможные решения

Наноматериалы

Наноструктуры в электронике

• Ведущие организации - ФТИ им. Иоффе (С.-Петербург), ФИАН (Москва), ИРЭ РАН (Москва), ФТИАН (Москва), ИОФ РАН (Москва), Институт СВЧ полупроводниковой электроники (Москва), ИФМ РАН (Н.Новгород), ИФТТ РАН (Черноголовка), ИФП СО РАН (Новосибирск), МГУ, СПбГТУ.
В этой области исследований российские достижения мирового уровня:
· полупроводниковые лазеры на квантовых ямах, каскадные лазеры (λ = 3-17 мкм, ТГц); инжекционные лазеры (мощностью до 17Вт при мм размере); эффективные солнечные элементы, сверхяркие светодиоды, наногетероструктурные ИС (ФТИ им. Иоффе РАН);
· оборудование для нанолитографии в области экстремального ультрафиолета, λ = 13.5нм (ИФМ РАН, Н.Новгород);
· оборудование и МЛЭ технология для выращивания слоев HgCdTe, стратегически важного материал для ИК техники (ИФП СО РАН; · диагностическая аппаратура для исследования наноструктур - СТМ, АСМ (ф. НТ-МДТ, Зеленоград).

• Институт электрофизики УрО РАН (Екатеринбург) - технология получения оксидных нанопорошков.
Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) - технология плазменного нанесения наноструктурированных покрытий.
Институт химии твердого тела и механохимиии СО РАН (Новосибирск):
· механохимический синтез наноматериалов;
· нанокомпозиты на основе твердых материалов с высокой ионной проводимостью для компактных источников электропитания, миниатюрных батареек (см. рис.);
· самоочищающиеся строительные материалы, включая оконные стекла (см. рис.);
· эффективные материалы для аккумулирования водорода (см. рис.);
· эффективные фильтры для очистки воды и воздуха от бактериофагов на основе нановолокнистых материалов (см. рис.)
· эффективные лечебные препараты, такие как наноструктурированный аспирин, наноструктурированное серебро (см. рис.).
Институт физики твердого тела РАН (Черноголовка) - получены результаты, важные для разработки накопителей водорода на базе углеродных наноструктур. Обработкой в атмосфере молекулярного водорода под давлением 3-9 ГПа при температуре 450-500°C графитовые нановолокна и углеродные нанотрубки насыщенны водородом в количестве 6-6.9 вес.% водорода. Материалы с подобными характеристиками получены впервые в мире.

• Институт физической химии РАН (Москва) - разработана технология тонких наноструктурированных алмазных пленок.

• В России все еще высок интеллектуальный потенциал научных и образовательных учреждений, высок уровень исследований в области наноматериалов и нанотехнологий, по ряду направлений опережающий мировой уровень (тут необходимо отметить, что высокий зарубежный уровень во многом определяют мигрировавшие туда российские ученые). Развитие российских исследований и разработок в этой области позволит российским компаниям развить внутренний рынок высоких технологий, а также восстановить научно-технический паритет с развитыми странами. Нанотехнологии могут привести к значительному прорыву в информационных и телекоммуникационных технологиях, в том числе в финансовой и банковской сфере, в сфере образования, в области создания новейшей материальной базы в медицине, в решении стратегически важных проблем для силовых ведомств и многих других сферах.

• Основная проблема - слабая материальная база для развития нанотехнологий. Необходимы крупные капиталовложения со стороны государства. Для эффективного использования выделенных средств разумным является организация мощных распределенных региональных центров коллективного пользования (ЦКП) дорогостоящим уникальным диагностическим и технологическим оборудованием и их постоянное дооснащение в соответствии с профилем работы центров. Необходимы налоговые и таможенные льготы при закупке оборудования и аппаратуры. На первом этапе целесообразно организовать ЦКП в области наноматериалов и нанотехнологий в следующих региональных округах:
· Центральный (Москва),
· Северо-Западный (С.-Петербург),
· Приволжский (Н.Новгород),
· Уральский (Екатеринбург),
· Сибирский (Новосибирск).