Главная » Блоги » nikst's блог

В Латвии тоже хотят заниматься нанотехнологиями

Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.

Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу https://n-n-n.ru.
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.

Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru

Опубликовано nikst в 21 мая, 2008 - 23:25 -->

Пулеотталкивающий жилет

Его можно создать при помощи нанотехнологий, которыми в Латвии занимаются ученые из Института физики твердого тела

Latvia_nano.jpg

Роман Крутохвостов в рабочей обстановке

Из грязи в алмазы

Говоря просто, нанотехнологии – это игра с атомами и молекулярными структурами (один нанометр – это одна миллиардная метра). Сейчас нанотехнологии используют главным образом для того, чтобы совершенствовать технические приборы. Но и не только.

Австралийские ученые, например, предложили изготавливать бронежилеты на основе углеродных пулеотталкивающих нанотрубок, которые при попадании в них пули прогибаются, а затем восстанавливают форму с отдачей энергии.

Мировые инвестиции в нанотехнологии достигли 10 млн. долларов уже к 2004 году и с тех пор каждые два года увеличиваются в два раза. Так что, возможно, скоро придет время, когда, как написал в научном труде «Раскрытие будущего: нанотехнологическая революция» исследователь Эрик Дрекслер, «молекулы будут собираться подобно детскому конструктору». То есть, полагают оптимисты, из грязи можно будет создавать продукты питания и… все, необходимое обществу. Просто фантастика! Их пыл стараются охладить пессимисты: так сколько, говорите, сколько будут стоить ваши наномашины? Не окажутся ли нанотехнологии очередной гранатой в руках у обезьян?..

Прогресс на уровне атома

Пока идут споры, наша страна осваивает нанотехнологии. Занимаются ими в Институте физики твердого тела.

Inst_Fiz_TT_Latvia.jpg
  • Примерно три с половиной года назад Латвия купила микроскоп, с помощью которого можно увидеть отдельные атомы. Докторант Роман Крутохвостов показывает мне изображения, полученные с его помощью:

Места, откуда приходит мало электронов, – темные, а те участки, из которых приходит много электронов, – светлые. (Я с интересом смотрю на экран: довольно интригующе, неужели эти внушительные шероховатые плиты на самом деле всего лишь малюсенький кусочек керамики?) Микроскоп сканирует поверхность и может определить, например, состав нанотрубки. Чтобы нагляднее было, я вам сейчас кое-что покажу, – с этими словами Роман берет лазерную указку и начинает водить ее лучом по стене. – Точно так же действует и микроскоп: луч соприкасается с матовой поверхностью и передает эти сведения нам.

А какую практическую пользу нам может принести этот микроскоп уже сейчас?

Применение может быть самым разнообразным, – говорит Роман Крутохвостов. – Возьмем криминалистику: нужно определить стреляли в этой комнате или нет. Для этого собираем невидимую глазу пыль в специальный фильтр, который увидит мелкие частицы пороха. Использовать его можно и в биологии – рассматривать очень разные по размеру объекты (от насекомого до клетки) – и получать одинаково отличные изображения. Кстати, к нам иногда заглядывают и художники: полученные в ходе опытов картинки интригуют их творческое воображение. У нас даже висят красочные календари с объектами наших опытов!

ceramics_nano.jpg

Кусочек керамики в новом микроскопе

Свинец заменит керамика

Над чем вы работаете сейчас?

Еще до вступления в ЕС нам сказали, что нужно убирать свинец из промышленности – он слишком вреден. Свинец попадает в атмосферу, к тому же его производство само по себе крайне вредно, и в первую очередь для тех, кто с ним работает. Кстати, сейчас потихоньку хотят заменить стронций и хром. Сделать сложно, но можно.

Ученые еще в 60-е годы прошлого столетия изучали сегнетоэлектрические керамики на основе калия и натрия и отметили, что их можно было бы использовать в промышленности. Но тогда предпочли свинец: его атомы лучше поляризуются. Сейчас мы с помощью нового микроскопа характеризуем керамику – это сложный слоистый (но безопасный) материал, учимся синтезировать керамические свойства, проводим эксперименты по измерению диэлектрических свойств.

С этого года мы осуществляем совместный проект с Литвой и Тайванем. Латвия сильна в синтезе легких керамик и определении кристаллической структуры, у Литвы хорошие навыки в измерении физических свойств диэлектриков и аппаратура. А у Тайваня установки для определения состава и микроскопы очень высокого разрешения. Это значит, что мы будем синтезировать, литовцы – измерять, а наши восточные партнеры – характеризовать состав и поверхность.

Мы заняты и в других проектах. Один из них – «Евроатом». Это проект европейского термоядерного реактора. Он создается для получения электроэнергии с помощью термоядерного синтеза. То есть для электростанций не нужно будет добывать уран и плутоний. Если вообразить ситуацию, при которой вся нефть сгорит, то такие электростанции нас выручат.

Будет ли их энергия дешевле?

В обозримом будущем нет, ведь это все-таки пионерный реактор.

А если поговорить о будущем нанотехнологий в более широком смысле? Действительно ли станет возможным делать продукты из грязи?

Нет, поскольку необходимы слишком большие затраты энергии. И все это уже тема для научной фантастики.

История нанотехнологий

Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Профессор Калифорнийского технологического института Ричард Фейнман в своей лекции «Как много места там, внизу», прочитанной перед Американским физическим обществом, отметил возможность использования атомов в качестве строительных частиц.

  • 1991 год. В США заработала первая нанотехнологическая программа Национального научного фонда. Аналогичной деятельностью озаботилось и правительство Японии. А вот в Европе серьезная поддержка таких исследований на государственном уровне началась только с 1997 г.
  • 1998 год. Сиз Деккер, голландский профессор Технического университета г. Делфтса, создал транзистор на основе нанотрубок, используя их в качестве молекул. Для этого ему пришлось первым в мире измерить электрическую проводимость такой молекулы.
  • В Японии запущена программа Astroboy по развитию наноэлектроники, способной работать в условиях космического холода и при жаре в тысячи градусов.
  • 2003 год. Профессор Фенг Лью из университета Юты, используя наработки Франца Гиссибла, с помощью атомного микроскопа построил образы орбит электронов путем анализа их возмущения при движении вокруг ядра.

Анна КОДИНА

http://www.chas-daily.com/…1/g_048.html?r=32

Latv_Inst_FTT.jpg

Institute of Solid State Physics University of Latvia

http://www.cfi.lv/?…

FM&NT-2008: International Baltic Sea Region conference “Functional materials and nanotechnologies” (Riga, April 1–4, 2008)

http://www.fmnt.lv/home/

FM&NT-2006: The 2nd Latvian conference “Functional materials and nanotechnologies” (Riga, March 27–28, 2006)

http://www.innovation.lv/…06_02_01.pdf

Да, вот, оказывается, и в Латвии начали заниматься нанотехнологиями. Конечно, судя по этой (довольно слабенькой) статье, этого не скажешь. Но вот, оказывается, в начале апреля в Риге состоялась международная конференция по функциональным материалам и НТ (посвящённая 30-летнему юбилею Института физики твёрдого тела), на которой выступали исследователи из стран прибалтийского региона… Интересна программа и список докладчиков. Вот так, потихоньку-полегоньку и они раскрутят у себя это научно-техническое направление, будут сотрудничать с коллегами из разных стран (в том числе – и нашей). И «нанотехнологическое солнце» озарит и этот маленький уголок земли возле самого Балтийского моря… ;-)
nikst аватар
Опубликовано nikst в 8 мая, 2010 - 15:17.

Нанотехнологии в Латвии

В Институте физики твердого тела Латвийского университета в рамках научно-исследовательской программы «Материаловедение» изобретаются уникальные наноматериалы. Основная цель программы — создание предпосылок для появления на рынках Латвии и всего мира продукции нового поколения научного значения с высокой добавленной стоимостью, это — наноматериалы, нанокомпозиты и т.д.

  • По словам директора Института физики твердого тела Андриса Штернбергса, в каждом из проектов этой программы учеными достигнут существенный прогресс. Он также надеется на то, что уже в ближайшем будущем использование нанотехнологий поможет предпринимателям повысить свою конкурентоспособность на мировом рынке. Как рассказал научный работник Института физики твердого тела Анатолий Шараковский, все основные свойства материала находятся внутри. Использование нанотехнологий позволяет работать с мельчайшими составными частями материала, а значит, открывать его с самой необычной стороны.

В рамках программы латвийскими учеными в 2008 году был получен международный патент на использование нанокристаллического материала в качестве кислородного люминесцентного сенсора (подробнее см. статью «Кому надо наше нано?»).

  • На данный момент подано еще две заявки на получение патентов — использование наноматериалов в электронике и энергетике. Осуществлением проектов занимаются группы ученых из четырех университетов Латвии (Латвийский университет, Рижский технический, Рижский университет им. П.Страдыня и Даугавпилсский) и шести институтов (Институт физики твердого тела ЛУ, Институт физики ЛУ, Институт полимерной механики, Институт физической энергетики, Латвийский институт органического синтеза, Институт неорганической химии РТУ).

    На прошлой неделе участники программы отчитались о проделанной работе. Первая часть встречи в Институте физики твердого тела была посвящена представлению результатов программы «Материаловедение». Всего на данный момент в ее рамках осуществляется шесть проектов в различных сферах: электроника, фотоника, техника, энергетика, сенсорная техника, биомедицина.

  • Линард Скуя представил первый из шести проектов под названием «Перспективные неорганические материалы для фотоники и энергетики». Он рассказал, что группой латвийских ученых были проведены исследования свойств свечения нанокристаллов определенного типа. Выяснилось, что их люминесценция (свечение) является очень быстрой и ее можно использовать, например, для работы супербыстрых детекторов радиации (сцинтиляторов).

Также были получены новые твердые пористые материалы для хранения водорода. Обычно водород хранится в жидком виде в баллонах под большим давлением, тогда он взрывоопасен, в данном случае степень взрывоопасности уменьшается. Технология такова: при нагревании нового материала водород вводится в его поры и хранится внутри, если возникает необходимость им воспользоваться; также при помощи нагревания материала он выводится из пор.

  • В рамках этого же проекта было обнаружено, что присутствие водорода в кварцевых стеклах снижает поглощение света в ультрафиолетовой области, и это открытие также было объяснено. Его можно использовать для получения оптических волокон, которые будут радиационно устойчивы. Сферы применения волокон: в линиях связи, в кабелях связи.

Кроме того, были разработаны и исследованы сенсоры для измерения характеристик магнитного поля. Новые сенсоры позволяют измерять магнитное поле в нанообъемах и локализованных пространствах. Такие сенсоры можно использовать для измерений в медицине и для исследований магнитного поля Земли.

  • Разговор продолжил Марис Спрингис. Он рассказал о том, что в рамках второго проекта были изготовлены перспективные и экономичные наноматериалы для покрытия кварца и стекла. Это происходит при помощи отжига (термической обработки) тонких покрытий цинка; в зависимости от температуры отжига получаются материалы разной структуры.

Материалы с мелкозернистой структурой перспективны для использования в солнечных батареях, с игольчатой структурой в приборах оптоэлектроники и сенсорах.

  • В рамках третьего проекта Инта Музиканте рассказала, в частности, о том, что были получены органические соединения, перспективные для изготовления электрических диодов.

Янис Грабис в рамках пятого проекта поведал о разработке новых технологий в области электроники — эти разработки связаны с обновлением бывших в употреблении инженерных чипов, которые могут использоваться для нужд компании Lattelecom.

  • Очень интересны разработки латвийских ученых в области медицины. О них рассказала Лига Берзиня-Цимдиня. Например, при помощи специального освещения кожи можно следить за ее здоровьем и выявлять патологии. Также в этой сфере были применены новые технологии для изготовления зубных, костных имплантатов.

Заключительная часть мероприятия предполагала панельную дискуссию, она состоялась и на ней был поднят вопрос о финансировании программы в следующем году. Ранее планировалась, что программа должна завершиться в 2008-м. За несколько дней до того, как прошло мероприятие в Институте физики твердого тела, 9 декабря Кабинет министров принял поправки относительно срока. Таким образом, все государственные исследовательские программы, начавшиеся в 2005 и 2006 годах, были продлены на один год — до конца 2009-го.

  • Для этого руководитель программы должен подать заявку на продление и специальная комиссия рассмотрит каждое заявление, чтобы обеспечить сбалансированное развитие всех отраслей науки. В Кабинете министров объяснили, что такое продление позволит закончить исследовательские программы, начатые в 2005 и 2006 годах, одновременно.

Как пояснила директор Департамента науки, технологий и инноваций Министерства образования Ирина Архипова, на данный момент вопрос о конкретной сумме, которая будет определена на исследовательские программы, пока не решен. Однако, по ее словам, это планируется сделать в ближайшее время и деньги обязательно будут выделены.

  • После встречи мы поговорили с Андрисом Штернбергсом. Он пояснил, что в будущем году очень рассчитывает на деньги Евросоюза, которые должны были бы покрывать 85% необходимых затрат. Также, возможно, придется обратиться к помощи предпринимателей с предложением производить вложения в науку. Дело в том, что в работе с современными технологиями все не ограничивается зарплатой сотрудников:

«Если бы это было так, у нас и голова не болела бы», — пояснил он. Очень важно закупать современное оборудование, в него необходимо вкладывать большие средства, и это вовсе не каприз ученых.

Прошли те времена, когда в Латвии ученые должны были подыскивать материал для своих устаревших установок. Сегодня для того, чтобы остаться значимыми на мировой арене, необходимо производить исследования с новейшими материалами на новейшем оборудовании.

  • 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 путем контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
  • Наноматериалы — материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих.

Наталья Каленова

Бизнес & Балтия, январь 2009 года

http://pribalt.info/lv.php?…