В современном мире нанотехнологии – неотъемлемая часть технологических процессов в различных сферах народного хозяйства. Научные исследования и преобразования материалов на атомно-молекулярном уровне позволяют получать продукцию нового поколения – от суперсовременных образцов техники, уникальных космических технологий, новых методов энерго- и ресурсосбережения до высокоэффективных лекарственных препаратов для медицины, биостимуляторов и пестицидов для сельского хозяйства

В Беларуси сфера нанотехнологий – одно из приоритетных направлений научно-исследовательской деятельности. О достижениях белорусских ученых в области нанотехнологий и о новых проектах рассказал Первый заместитель Председателя Президиума Национальной академии наук Беларуси Петр Витязь.

Петр Александрович, многие страны мира отдают развитию нанонауки первостепенное значение. В чем преимущество этого научного направления, какие новые возможности оно открывает перед учеными?

Изучение материалов на атомно-молекулярном уровне позволяет управлять их физико-механическими и физико-химическими свойствами, а это значит улучшать их прочностные и эксплуатационные характеристики. Создание и внедрение современных наноматериалов на производствах повышает конкурентоспособность как отдельных предприятий, так и экономик стран в целом.**

Например, в промышленности путем применения различных наноструктурированных материалов придают новые функциональные свойства оборудованию и технике. В медицине с помощью нанотехнологий на клеточном уровне выявляют различные патологии и на ранних стадиях заболеваний устраняют опасные очаги без операционного вмешательства. В сельском хозяйстве нанонаука помогает получать новые генетически модифицированные сорта растений, устойчивых к определенным климатическим условиям. Новые возможности нанотехнологии открывают также в химии и нефтехимии, энергетике и других сферах народного хозяйства.

Каких практических результатов добились белорусские ученые в области нанотехнологий?

В Беларуси выполняется Государственная комплексная программа «Нанотехнологии и наноматериалы», которая предполагает разработку углеродных нанотрубок и фуллерен, сверхтвердых, тугоплавких, магнитных и композиционных наноматериалов, наноэлектроники, а также изучение физико-химических особенностей наноразмерных величин. Отмечу, что в этих областях ученые НАН добились неплохих успехов. Так, в Институте физики им. Б.И. Степанова создан высокотемпературный реактор для получения углеродных нанотрубок с возможностью установки подложек с матрицей наноразмерных катализаторов. В Институте физики твердого тела и полупроводников разработана эффективная технология получения алмазных дисков с модифицированной наноструктурой для обработки твердых материалов. Эта продукция используется не только в Беларуси, но и за рубежом.

В Институте тепло- и массообмена разработали уникальную установку синтеза углеродных нанотрубок новым методом – импульсным электродуговым разрядом. Полученные материалы применяются в качестве модификаторов для изготовления различных деталей и формирования поверхностей. К слову, сегодня отечественные ученые детально изучают влияние нанодобавок на свойства металлов, сплавов, пластмасс, резины, керамики. Преимущество модифицированных материалов – в их высокой прочности и износостойкости, а также хорошем коэффициенте трения.

Особое внимание уделяется изучению возможностей применения в промышленности сверхтвердых материалов, в том числе кубического нитрида бора. Он может использоваться для высокоскоростной обработки закаленной стали. Применение кубического нитрида бора исключает операцию шлифовки поверхности изделий, что позволяет экономить значительный объем материальных ресурсов на производствах. Конечная продукция при этом характеризуется долговечностью, высокой прочностью, хорошим качеством поверхности. Одной из наших задач является продвижение этой технологии на предприятия в сфере машиностроения, станко- и приборостроения, электроники и оптики. Спектр исследований в указанной области будет расширяться.

Научно-исследовательские работы в сфере нанотехнологий и наноматериалов выполняются в Научно-производственном объединении порошковой металлургии, Физико-техническом институте, Объединенном институте машиностроения, Институте технологии металлов, Институте физики твердого тела и полупроводников, других институтах Национальной академии наук Беларуси, университетах высшей школы и отраслевых институтах страны.

Для проведения научных исследований на наноуровне необходима современная материально-техническая база. Как вы оцениваете ее состояние в Беларуси?

Развитие сферы нанотехнологий и наноматериалов требует самого современного оборудования и техники. Материально-техническая база наших научных институтов и организаций сегодня более совершенна, чем несколько лет назад, однако и ее потенциала порой недостаточно для достижения высоких результатов. В этой ситуации эффективной формой организации научно-исследовательской деятельности в области нанотехнологий является создание центров коллективного пользования. В Национальной академии наук работает 12 таких структур. Их оборудование постоянно обновляется.

Созданию в Беларуси современных нанотехнологий способствует также организация международных лабораторий. Так, сегодня современные лазерные приборы разрабатываются в совместной белорусско-германской лаборатории, созданной на базе НАН Беларуси. Научные и опытно-конструкторские работы в области химии и новых материалов выполняются в совместной лаборатории Национальной академии наук Беларуси и Института катализа Российской академии наук. В перспективе совместные лаборатории мы планируем создать с китайскими и индийскими научными учреждениями. Такие структуры позволяют объединять усилия ученых нескольких стран и с меньшими затратами добиваться высоких научных результатов.

При закупке оборудования для лабораторий какому производителю отдается предпочтение?

Оборудование для исследований мы закупаем как у отечественных, так и зарубежных производителей. Главное, чтобы оно соответствовало всем необходимым стандартам и устраивало нас по цене и качеству. Недавно, например, мы закупили за рубежом несколько партий современных приборов для изучения различных процессов в области химии и материаловедения. В их числе – цифровой сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения с полевой эмиссией и тринокулярный оптический микроскоп MBLB2150 фирмы KRUSS Optronic (Германия).

Исследования в области нанотехнологий расширяются и за счет собственных разработок. В Институте тепло- и массообмена, например, создали уникальный микроскоп, который позволяет на атомно-молекулярном уровне не только визуально изучать свойства материалов, но и проводить исследования их технических характеристик. В Институте физики им. Б.И. Степанова разработали целый комплекс лидарных установок, благодаря которым повысилось качество исследований уровня загрязнения воздуха. Сейчас ученые НАН Беларуси работают над созданием новых приборов для изучения и управления процессом синтеза химических веществ.

Расскажите о новых проектах, к выполнению которых белорусские ученые приступят в ближайшее время?

Ряд научно-исследовательских работ в указанной сфере мы планируем выполнять совместно с российскими коллегами. Обмен знаниями и опытом позволят нам лучше скоординировать усилия. Кроме того, у ученых НАН Беларуси появится возможность использовать оборудование российских научных институтов и центров.

В ближайшее время предстоит определить наиболее перспективные направления сотрудничества в области нанотехнологий. Выявлению общих интересов будет способствовать проведение первой Международной научной конференции «Наноструктурные материалы 2008 – Беларусь, Россия и Украина», которая пройдет в Минске с 23 по 25 апреля. Мы не только обменяемся навыками, наработанными в области нанотехнологий, но и обсудим условия выполнения совместных проектов в этой сфере.

В частности, сегодня Институтом физики им. Степанова НАН Беларуси и Физико-техническим институтом им. Иоффе Санкт-Петербургского научного центра РАН под руководством нобелевского лауреата Жореса Алферова готовится программа Союзного государства по выращиванию гетероструктур и созданию светодиодов и солнечных элементов. Совместно с Институтом им. Курчатова НАН Беларуси подготовила две совместные программы по изучению наноструктур, созданию новых веществ на их основе. Для получения материалов, устойчивых в экстремальных условиях, формируются программы «Лазерные технологии ХХI века» и «Плазменные процессы и технологии».

Белорусские и российские ученые планируют также провести совместные работы по созданию новых лекарственных средств из молока трансгенных животных с белком человека. Обсуждаются возможности выполнения союзной программы и в области машиностроения. В ходе ее реализации специалисты Беларуси и России планируют повысить точность и качество обработки деталей транспортных средств за счет внедрения новых наноматериалов. Будут продолжены совместные работы и в космической сфере, а также в области информационных технологий. Отмечу, что укреплению научного сотрудничества между нашими странами способствует Межакадемический совет РАН и НАН Беларуси по проблемам развития Союзного государства.