Уважаемые читатели!

Мы прекрасно знаем, что сегодня разобраться в состоянии нанотехнологий – тяжелый и запутанный труд. Ежедневно СМИ сообщают о десятках открытий в области нанотехнологий, компании на этом бурлящем рынке очень часто анонсируют новые продукты, происходят инвестиции, высказывания политиков, новые регуляционные программы, события…

Во всем этом хаосе разобраться трудно, а еще труднее – прослеживать тенденции, по которым развиваются нанотехнологии сегодня.

Поэтому для того, чтобы вы всегда были в курсе того, что происходит в этом бушующем мире, мы создаем новый сервис – цикл еженедельных обзоров nanoWeek.

В nanoWeek вы познакомитесь с большинством главных и второстепенных событий, произошедших за неделю в наномире. Выходить выпуск будет по понедельникам, описывая события за прошедшую неделю. О некоторых вещах мы упомянем вскользь, некоторые же будут заслуживать более пристального внимания. Если вы пропустили что-то из материалов на сайте – не волнуйтесь, наши новости мы также упомянем в обзоре.

nanoWeek будет полезен не только тем, кто интересуется последними достижениями в области науки и технологий, – руководителям компаний и менеджерам тоже будет интересно узнать о ситуации, сложившейся на нанотехнологическом рынке.

Ну и, естественно, мы ждем от вас комментариев и пожеланий того, что бы вы хотели увидеть в следующих выпусках nanoWeek.

Итак, начинаем обзор недели с 14 по 20 января 2008 года.

Материаловедение

Первый наноэталон от NIST

Национальный Институт Стандартов и Технологий США (NIST) опубликовал первый стандарт для наночастиц, которые используются в биомедицинских исследованиях. Эти золотые наночастицы-сферы должны быть диаметром 10, 30 и 60 нанометров. Наночастицы стабилизированы и должны находиться в составе коллоидной водной суспензии. При этом размер наноэталонов контролировался одновременно несколькими инструментами: атомно-силовой микроскопией, электронной сканирующей микроскопией, трансмиссионной электронной микроскопией и рядом других.

Ученым из Беркли удалось создать микроскоп, аналогов которому нет в мире. По сути дела, это самый мощный микроскоп на Земле – 12 футовый электронный микроскоп, который позволяет получать трехмерные изображения атомной структуры исследуемых объектов с разрешением в половину ангстрема. Благодаря этому большая часть внутренней структуры исследуемых объектов теперь станет видимой для исследователей.

Для того чтобы построить этот удивительный инструмент, ученые воспользовались поддержкой компании FEI Co. В проект стоимостью 27 миллионов долларов, финансируемый Департаментом Энергетики США, входит постройка еще одного такого же микроскопа к 2009 году.

Аджаян держит новый материал

В рекордсменах также оказался новый наноматериал , созданный Пуликелом Аджаяном (Pulickel Ajayan), профессором Хьюстонского университета.

Это особое покрытие из углеродных нанотрубок, которое отражает лишь 0,045% света, что в 100 раз темнее, чем существующая на сегодняшний день самая черная краска. Сам ученый не ожидал таких цифр и был просто потрясен полученным результатом. Этот рекорд уже подали на рассмотрение в Мировую Книгу рекордов Гиннесса.

Другое исследование провели ученые из Швеции. Сотрудники Chalmers University of Technology (Гетеборг, Швеция) предлагают объект с наноотверстиями , который позволяет связать твердотельную наноэлектронику с оптикой и создать устройство, относящееся к нанооптоэлектронике. Подобные устройства могут быть использованы для создания оптического компьютера.

Путем смешивания разных наноматериалов, которые представляют собой топливо и окислитель можно произвести взрыв в нанометровом диапазоне длин , который порождает взрывную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью.

Удалось достичь такого интересного эффекта ученым из Университета Миссури-Колумбии. Они уверены что нанотехнологии, а в частности, нано-взрывчатка сможет помочь в клеточной доставке лекарств и терапии рака. Состав нано-термита достаточно прост: в качестве топлива выступает разреженный порошок наношырей оксида меди, а в качестве окислителя – наночастицы алюминия.

В наноразмерном диапазоне вещества с низкой плотностью и большой поверхностью реагирования вызывают при реакции быстрое распространение окисления, что и приводит к образованию взрывных волн со скоростью 1500—2300 метров в секунду. Как ни странно, но именно нано-термит может привести к новому развитию технологий доставки лекарств.

Нанобиотехнологии

Профессор Дэн Дэвис и его коллеги из Имперского Колледжа Лондона, детально рассмотрели взаимодействие двух Т-клеток, при котором образуются мембранная нанотрубка , соединяющая их между собой.

В ходе эксперимента, ученые установили, что клетки после контакта связываются тонкой мембранной нанотрубкой, которая может растягиваться до нескольких клеточных длин, соединяя Т-клетки между собой довольно долгое время. Как полагает Дэн, нанотрубка служит в качестве транспортной магистрали, по которой происходит обмен молекулами между клетками. Подобный мостик также создается при делении клетки между двумя молодыми Т-клетками.

Ученые выразили предположение, что именно поэтому лекарства, основанные на использовании внеклеточных антибиотиков не могут вылечить от этого страшного заболевания. Он просто не может достать адресата, перемещающегося от клетки к клетке через нанотрубки.

Шведскими учеными создан новый тип внутриклеточного наносенсора , который измеряет уровень клеточного pH. Как говорят ученые, это может помочь быстро определить даже, здорова клетка или нет.

pH-наносенсор

Традиционный биосенсор состоит из основы и нанесенного на ее поверхность ряда биологических маркеров, реагирующих на различные вещества. Ученые Маркус Вилландер и Сафа Аль-Хилли из Гетеборгского Университета решили усовершенствовать технологию биосенсоров, предложив использовать вместо сложной составной системы один кристалл из оксида цинка, который работает непосредственно в качестве детектора химических соединений.

Сенсор представляет собой иглу, на конце которой расположен зонд диаметром 1,4 микрона, состоящий из наноштырей ZnO диаметром 80—100 нанометров и длиной до 900 нм.

Профессор Хайм Бау и его коллеги разработали углеродные микропипетки и метод их массового производства для того, чтобы заменить стеклянные аналоги.

Несмотря на небольшой размер нанопипеток (несколько сотен нанометров), они характеризуются достаточной гибкостью, чтобы после деформации возвращаться в первоначальное состояние. То есть они не могут сломаться, как их стеклянные аналоги.

Они также достаточно жестки для того, чтобы проникнуть внутрь мышечных клеток и клеток карциномы. Новый инструмент невидим для рентгеновского излучения и электронов, что делает их хорошим инструментом для микроскопии.

Наноэлектроника

Ученые из Массачусетского Технологического Института создали миниатюрный сенсор , который может быстро определить присутствие опасных газов намного быстрее существующих аналогов. Детектор размером со спичечный коробок включает в себя масс-спектрометр и хроматограф газов и за 15 минут может определить наличие токсинов в окружающей атмосфере.

Анализатор разбивает молекулы газа на ионизированные фрагменты, которые затем можно классифицировать благодаря специфической величине отношения их заряда к массе. Как говорят исследователи, для того, чтобы сделать это устройство, пришлось миниатюризовать все его компоненты, благодаря чему удалось поместить его в устройство размерами со спичечный коробок.

Учеными из Лабораторий Беркли в Калифорнии, созданы кремниевые наноструны , которые характеризуются отличными термоэлектрическими свойствами.

Термоэлектрический преобразователь

Как оказалось, помогла ученым интересная особенность, обеспечивающая появление сильного термоэлектрического эффекта: это шероховатости и неровности на поверхности полученных кремниевых нанострун.

Подобными термоэлектрическими генераторами можно «отбирать» энергию у выхлопа машин, смонтировав их в выхлопной трубе. Большие массивы генераторов могут повысить производство электроэнергии на электростанциях генераторного типа путем обработки пара, прошедшего турбину. Ну и, конечно, альтернативная энергетика также может воспользоваться преимуществами термоэлектрических преобразователей.

Более того, нано-преобразователи могут стать отдельным коммерчески успешным продуктом. Один из примеров – жилет, который может подзаряжать мобильный телефон, преобразуя теплоту человеческого тела в необходимую электроэнергию.

В общем, открытие достаточно важное, чтобы на нем сосредоточилось внимание Департамента Энергетики США, под финансированием которого будут проходить дальнейшие исследования.

Похоже, что не за горами частичное превращение человека во что-то с приставкой -супер. Ученые из Национальной Лаборатории Сандии в Калифорнии показали прототип гибкой контактной линзы , позволяющей человеку существенно усилить свои оптические возможности. Так, человек, надевший эту линзу, получает видимость большого дисплея, расположенного перед ним.

Пока, правда, светодиоды в матрице только красного цвета, но в будущем ученые оснастят линзу цветной матрицей высокого разрешения. Гибкий биологически совместимый пластик скрывает ничтожно тонкую (всего несколько нанометров) паутину металлических контактов.

Ранее создать подобные линзы было трудно из-за того, что микроэлектроника, гибкие полимеры и биологическая совместимость казались недостижимыми вместе. Теперь же это стало реальностью, и можно делать смелые прогнозы о скором появлении новых средств виртуальной реальности, визуально полностью погружающей человека в компьютерный мир.

Супер-линза

Питаться вся система будет либо от внешнего радиочастотного источника, либо от солнечных батарей, смонтированных на линзе.

Также не лишне будет узнать, что кроется под названием 32-нм техпроцесс и когда мировая микроэлектроника может на него перейти.

В 2008г. конкуренция за преодоление 32-нм барьера станет еще более жесткой. Достижение 32-нм – не самоцель. «32 нм» позволит вдвое увеличить число транзисторов на чипе и снизить потребляемую мощность на 45%, (в сравнении с «45 нм»). Отсюда снижение стоимости устройств, дальнейшее совершенствование мобильных устройств.

Intel уже заявила о разработке 32-нм технологического процесса, изготовив 291 Мб статическую оперативную память (SRAM) с размером ячейки 0.18 мкм2. Чип содержит 1.9 млрд. транзисторов.

IBM, еще не объявив о завершении 45-нм разработки, очевидно, решила дать бой компании Intel на 32-нм поле. Для ускорения работ создан альянс «IBM и партнеры» (другое название — Fishkill alliance, по месту проведения совместных работ в исследовательском центре IBM во Fishkill (N.Y.)).

В альянс входят AMD, США; Chartered Semiconductor Manufacturing, Сингапур; Freescale Semiconductor, США; Infineon Technologies, Германия; Samsung, Ю.Корея; недавно присоединившаяся STMicro-electronics, Швейцария. По планам альянса технология "high-k/металлический затвор» с минимальным топологическим размером 32 нм будет готова во второй половине 2009 г. На IEDM’2007 альянс продемонстрировал в рамках 32-нм технологии 1.5 Мб статическую оперативную память (SRAM) с площадью ячейки менее 0.15 мкм².

Ученые из Университета Массачусетса создали матрицу высокоскоростных нанотранзисторов на пластиковой пленке , используя нанотрубки в качестве основы.

Метод, предложенный учеными, позволяет производить гибкую электронику массовым производством в больших количествах. Ученым пришлось преодолеть проблему низкой мобильности зарядов в пластиковом субстрате, но все же устройство может работать только с частотой до нескольких килогерц.

Но и такие достаточно низкие показатели частоты позволяют использовать гибкую электронику в составе электронной бумаги, «умной кожи» в текстильной промышленности, и RFID-метках.

Бизнес

Проектор SHOW

Компания Microvision Inc. (Nasdaq: MVIS), разработчик МЭМС-устройств для отображения информации, покажет на выставке Consumer Electronics Show (CES) прототип первого мобильного микропроектора , работающего от батареек.

Особенность нового микропроектора заключается в его простоте – в нем содержится всего одно управляемое МЭМС-зеркало, обеспечивающее формирование картинки.

Пико-проектор компании Microvision, названный SHOW, предназначен, в первую очередь, для мобильных устройств – ноутбуков, телефонов, КПК, видео- и фотокамер.

Отчет Forbes/Wolfe Emerging Tech Report включил нанотехнологии в список 5 самых наукоемких и прогрессивных технологий 2008 года наряду с реверсной генетикой, топливными элементами, чипами и GPS-навигацией.

Диагностический комплекс

При этом нанотехнологии занимают аж 2 места: в медицинской диагностике и отдельно – в доставке лекарств. А из нанотехнологических компаний специалисты Forbes выделили Nanosphere (nasdaq: NSPH) как самую прогрессивную компанию в области молекулярной медицины.

При этом маркетологи отметили, что в 2006 году рынок препаратов по доставке лекарств составил 5,6 миллиардов долларов, и в последующем 2007 году произошел рост этого рынка на 15%.

Производитель наноматериалов компания NanoPhase Technologies Corp. (Nasdaq: NANX) зарегистрировала новый патент . U.S. Patent No. 7,303,819, назван «Поверхностная обработка наночастиц для контроля их внешних качеств и методов производства».

Согласно патенту, на наночастицы наносится полимерное покрытие, позволяющее достичь контроля качества наночастиц при их производстве, а также придать наночастицам новые химические свойства.

Компания nCoat Inc. (OTCBB: NCOA) начала сотрудничество с компаниями Sunvention USA Inc. и BSR Solar Technologies GmbH, производящими различные продукты в области солнечной энергетики.

Gannen-XМ

Как говорят представители компании, нанопокрытия nCoat помогают солнечным элементам работать более эффективно, повышая тепловую абсорбцию и улучшая транзит тепловой энергии.

Нидерландская компания Xpress Precision Engineering BV выпустила инструмент для точнейших 3D измерений микрокомпонентов и МЭМС.

Система, названная Gannen-XМ работает с усилием нажатия в области нескольких микроньютонов, а ее зонд может опускаться вниз для исследования на 50 микрон.

Установка понадобится, в первую очередь, для контроля качества МЭМС и микроэлектроники. Gannen-XМ монтируется на основу Gannen-XР.

События

Недавно Национальная Нанотехнологическая Инициатива США (NNI) опубликовала корректировку стратегического плана развития нанотехнологий в стране.

Этот План описывает видения проблемы, а также цели, которые планируют достигнуть в новом году. NNI утверждает, что США были в прошлом году лидером в области нанотехнологических R&D. Как говорят официальные представители NNI, каждые три года производится корректировка первоначального стратегического плана, в последний раз корректировка была в 2004 году.

Пожалуй, самое важное событие ушедшей недели – 17 января прошло заседание Правительства РФ, в котором обсуждался вопрос о дальнейшем развитии нанотехнологий в стране.

Как было сказано на заседании, на реализацию задачи, поставленной президентом , в ближайшие восемь лет по линии госбюджета будет потрачено более 100 млрд. руб. Однако эксперты считают, что эти амбициозные планы российского правительства рискуют остаться лишь на бумаге.

«Сегодня в сфере высоких технологий в нашей стране денег больше, чем идей», – начал вчерашнее заседание правительства, посвященное рассмотрению программы развития наноиндустрии в стране до 2015 года, премьер-министр Виктор Зубков.

По его мнению, объемы ее финансирования вполне достаточны. За восемь лет на поддержку научных организаций и предприятий, занимающихся разработкой и выпуском высокотехнологичной продукции, будет потрачено 106,4 млрд. бюджетных рублей. Из них 20 млрд. руб. – уже в этом году. В три раза больше – около 300 млрд. руб., по оценке чиновников Министерства образования и науки, положит на алтарь нанотехнологий частный бизнес.

Как мы с вами знаем, пока не видно результатов деятельности Государственной Корпорации нанотехнологий, но это и не удивительно, так как у Минобразования отсутствует стратегия развития индустрии нанотехнологий, как и конкретные классификаторы нанотехнологической продукции. При этом из бюджета на развитие нанотехнологий уже выделено 150 миллиардов рублей.

Виктор Зубков

Как было сказано официальными лицами перед заседанием , объем производства продукции наноиндустрии в России к 2015 г должен превысить 900 млрд руб. Это значение соответствует достижению доли отечественной продукции наноиндустрии в общем объеме продукции наноиндустрии, реализованной на мировом рынке высоких технологий.

Напомним, что в настоящее время происходит формирование мирового рынка в сфере наноиндустрии. Через 2—3 года прогнозируется активный раздел этого рынка. В 2008 г его объем составит, по оценкам экспертов, около 700 млрд долл. Завершение процесса разделения мирового рынка в сфере наноиндустрии ожидается к 2015 г.

При этом его объем возрастет, по экспертным оценкам, до 1,2—1,5 трлн долл.

Выводить российского производителя нанопродукции на мировые рынки будут через два этапа: с 2008 по 2011 год будут проводиться активные разработки, маркетинговые исследования, а с 2012 до 2015 года — наращивание объемов производства.

А для того, чтобы отделить агнцев от козлищ, в будет дополнительно создан общедоступный классификатор продукции, произведенной с использованием нанотехнологий , сообщил журналистам глава Минобрнауки РФ Андрей Фурсенко после обсуждения на заседании правительства программы научного и организационного обеспечения развития наноиндустрии в России.

По словам министра, классификатор будет, в частности, использоваться для борьбы с недобросовестной рекламой различной продукции, якобы произведенной с помощью нанотехнологий.

Отвечая на вопрос о большом количестве такой рекламы, в частности, в Интернете, Фурсенко отметил, что «в большинстве случаев это действительно спекуляция».

Итак, наш первый выпуск подошел к концу!

Надеемся что nanoWeek понравится нашим читателям и будет для них полезен. Если же 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