Значимость систематизации объектов, предметов, процессов и явлений на наноуровне

На наноуровне объекты, предметы, процессы и явления (далее – объекты и процессы) не только макро, но и микроуровня отличны не только эффектами, обусловленными масштабированием, но и квантово-механическими взаимодействиями вероятностного характера, а системные подходы к стандартизации на этом уровне пока не разработаны.

Ждать, пока это сделает другая страна, опасно, поскольку создание системы стандартизации на наноуровне или модернизация существующей системы, с включением в нее нанообъектов и нанопроцессов, даст стране-разработчику реальную возможность оторваться от потенциальных конкурентов.

Более того, ее создание позволит перестроить свою экономику под шестой технологический уклад, реализуемый посредством НБИК-технологий, подготовить отечественных ученых и специалистов, привлечь талантливых зарубежных ученых, что обеспечит рывок на новый цивилизационный уровень, не ограничивающийся лишь потребительским запросами.

В работе рассмотрена диалектическая основа развития системы классификации и систематизации нано-, био-, инфо- и когно (НБИК) объектов и процессов в соответствии с дуалистическими принципами развития сложных систем.

Особое внимание уделено: системной интеграции и системной же дифференциации НБИК объектов и процессов произвольной природы.

Нанотехнологии определяют характер взаимодействия био- и/или инфо- и/или когно объектов, предметов, процессов и явлений, и одновременно сами находятся под НБИК-воздействиями.

Только сейчас становится понятным, что существенно нелинейная динамика систем на наноуровне определяет как прямые, так и обратные связи био-, инфо- и когно объектов, предметов, процессов и явлений.

Управляемая интеграция НБИК-технологий с достижением синергетических эффектов позволяет осуществить качественный прорыв в области использования возобновляемых ресурсов, минимизировать энергетические и информационные затраты. Одновременно удается решить, полностью или частично, экологические проблемы, обостряющиеся по мере развития цивилизационных процессов во всех странах современного мира.

Синергетические эффекты на наноуровне открывают новые возможности осуществления разнообразных функций для космических аппаратов разного типа, в первую очередь, – для нано- и пико спутников, со снижением опасности воздействия нанотехнологий и нанообъектов на человека и окружающую среду.

Система классификации и систематизации НБИК объектов и процессов требуется для обеспечения качества объектов, предметов, процессов и явлений путем выявления самосборочных нанотехнологий, что необходимо при пока еще недостаточном уровне внешнего воздействия на нанотехнологии и их продукцию, включая и контроль за ними.

Стандартизация объектов, предметов, процессов и явлений на наноуровне принципиально отлична от используемых в макро-, да и в микромире стандартов, выполненных и разрабатываемых технических регламентов.

Пока лишь частично классифицированные НБИК-наука, НБИК-технологии и НБИК-материалы, наряду с традиционными подходами к их стандартизации, требуют новых, оригинальных решений, основанных на системных представлениях о физико-химических и технологических процессах на наноуровне, объединенных известными и вновь открываемыми закономерностями.

По убеждению авторов, она может быть начата выполнением посредством создания на наноуровне локальных зон идентификации, совмещенной с научно-технологической и организационной регламентацией (далее – идентификации с регламентацией).

Следующие этапы – систематизация и обобщение признаков и характеристик различных зон идентификации с регламентацией, осуществляемых по мере освоения НБИК объектов и процессов, создания новых нанотехнологий средств их реализации.

Стандартизацию и сертификацию нанотехнологий, в том числе нанобиотехнологий, потенциально угрожающих окружающей среде, в особенности живым существам, также предлагается вначале выполнять по локальным зонам, тем же или отличным, постепенно создавая единую систему, в конечном счете объединенную с системой стандартизации НБИК объектов и предметов.

Подспудно создание системы стандартизации в форме идентификации с регламентацией в локальных зонах разработки нанообъектов и нанотехнологий уже ведут во многих странах. Реально нанотехнологии, нанообъекты, зачастую – и наноматериалы связаны в единую систему, постоянно модернизируемую и дополняемую, что позволяет утверждать, что элементы указанной триады системно взаимозависимы прямыми и обратными связями.

Обязательное условие к вновь создаваемой системе – гибкость, адаптивность, обеспечивающие многоаспектность стандартизации, возможность комбинирования и включения в нее новых признаков, однако с упорядоченностью системы стандартизации на наноуровне, в частности, в соответствии с эффектами размерного квантования вероятностного характера.

Такая система должна опираться на базовые знания, давать возможность предсказывать существование и свойства наносистем и наноструктур, искусственных атомов, кластеров и т.д. Прорыв к шестому технологическому укладу, при его реализации посредством НБИК-технологий, невозможен без создания такой системы стандартизации или глубокой модернизации имеющейся системы. Ее создание позволит обеспечить конкурентоспособность, качество и управляемость НБИК-технологиями.

При должном развитии НБИК-технологий возможно перемещение «чистых» производственных мощностей из стран «третьего мира» к нанотехнологическим центрам, где сосредоточен интеллектуальный потенциал развитых и развивающихся стран, поскольку именно он составляет основу динамично развивающихся нанотехнологий.

Предсказуемость наноэффектов путем развития качественно новой системы стандартизации, наряду с развитием средств управления НБИК-технологиями, объектами и процессами, позволит ускорить переход от постиндустриальных обществ к новому технологическому укладу.

Космические технологии вкупе с нанотехнологиями – одно из наиболее перспективных направлений этого рывка, в частности, для реализации Международной аэрокосмической системы мониторинга глобальных природных и техногенных явлений, а также обеспечения безопасности и обороноспособности России.

Другое перспективное направление – разработка ядерных технологий совместно с нанотехнологиями, особенно в рамках проекта инновационных ядерных энергетических систем и ядерных топливных циклов, со снижением риска распространения ядерных материалов, решения проблемы безопасного обращения с радиоактивными отходами, экономически выгодных и экологически безопасных.

Системность разрабатываемых НБИК-технологий и средств, объединенная новыми системами классификации и стандартизации, позволит России достичь синергетического эффекта путем прорыва преимущественно с четвертого, отчасти – с пятого к шестому технологическому укладу.

Такой прорыв определяет цивилизационную компоненту, характеризуемую, наряду с новыми технологическими решениями, организационно-экономическим, социальным и интеллектуальным векторами качества общества.

Авторы:

К.ф.-м.н. С. Д. Гаврилов
ДЕКОМ Инновационные технологии, г. Москва

Д.т.н. А. П. Манин
академик Российской академии космонавтики им. К.Е. Циолковского

Научно-производственный испытательный центр «Арминт», г. Москва