Поиск - новости науки и техники

НАНОскоп №50: Оборудование – в обороте.

Приобретение уникального оборудования в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы” – лишь начало “большого пути”. Важно эффективно использовать закупленное не только для своих нужд, но и коллег по научно-образовательному сообществу: для организации и проведения совместных исследований, взаимодействия с промышленностью, подготовки кадров, развития международного сотрудничества.
Как же сегодня используется закупленное в рамках ФЦП нанотехнологическое оборудование участниками Национальной нанотехнологической сети? За ответом “Поиск” обратился в научно-образовательные центры, созданные в рамках ННС.

Оборудование – в обороте

Нынешний год – итоговый для ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы”. Завершается начатый в рамках этой программы первый этап формирования Национальной нанотехнологической сети (ННС), которая, в соответствии с президентской инициативой “Стратегия развития наноиндустрии”, должна быть сформирована до 2015 года.

К этому же сроку должны быть обеспечены и условия для ее эффективного функционирования. Одна из важных составляющих этого процесса – закупленное и установленное в рамках ФЦП нанотехнологическое оборудование. Согласно результатам мониторинга, проведенного в 2010 году Минобрнауки (“Поиск” №33-34, 2011), общая стоимость оборудования, предназначенного для выполнения работ в сфере нанотехнологий, находящегося на балансе организаций-участниц ННС, составила более 19 300 млн рублей. Приобретение и установка уникальных приборов – только начало “большого пути”. Важно эффективно использовать закупленное не только для своих нужд, но и коллег по научно-образовательному сообществу: для организации и проведения совместных исследований, взаимодействия с промышленностью, подготовки кадров, развития международного сотрудничества.
Как же сегодня используется закупленное в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы” нанотехнологическое оборудование участниками ННС? За ответом “Поиск” обратился в научно-образовательные центры, созданные в рамках ННС. Понимая, сколь загружены под конец года исполнители ФЦП написанием различных отчетов и иных бумаг, мы решили ограничиться всего несколькими основными вопросами: в каких объемах закупленное организацией в рамках реализации ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы” нанотехнологическое оборудование используется для собственных нужд и для нужд сторонних организаций? задействовано ли оно для подготовки кадров? используется ли закупленное нанотехнологическое оборудование для выполнения международных проектов?
Важным результатом опроса стали положительные ответы по всем заданным вопросам. Несмотря на естественную разницу количественных показателей, все респонденты продемонстрировали активное использование уникального нанотехнологического оборудования для проведения научных исследований, развития внутрироссийской и международной деятельности в области нанотехнологий, подготовки и переподготовки кадров, взаимодействия с промышленностью своих регионов.
Оборудование научно-образовательных центров в области нанотехнологий, созданных на базе университетов (как и центров коллективного пользования), востребовано многими структурными подразделениями вузов. Исследования на этом оборудовании ведутся как в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры…”, так и при финансовой поддержке ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009-2013 годы, Аналитической ведомственной целевой программы “Развитие научного потенциала высшей школы”, грантов РФФИ и т.д.
Так, например, аналитический комплекс для исследований химических и физических свойств материалов Auriga CrossBeam производства Carl Zeiss (Германия), закупленный Уральским ЦКП “Современные нанотехнологии” Института естественных наук (ИЕН) УрФУ им. первого Президента России Б.Н.Ельцина в рамках реализации ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы” в 2010 году, используется для проведения работ сразу несколькими подразделениями ИЕН УрФУ: лабораторией сегнетоэлектриков НИИ ФПМ (для проведения исследований доменной структуры сегнетоэлектриков, влияния высокоэнергичных ионов на свойства сегнетоэлектрических монокристаллов, изменения морфологии поверхности металлов при воздействии лазерного излучения, изучения морфологии наночастиц золота и серебра); ЦКП “Сканирующая зондовая микроскопия” (для визуализации зондовых датчиков сканирующего зондового микроскопа); биологическим факультетом (для исследования морфологии поверхности и химического состава шламов); отделом химического материаловедения НИИ ФПМ (для изучения сложнооксидных катализаторов – морфология наноразмерных частиц и их ансамблей). Востребован Auriga CrossBeam и для проведения работ в интересах сторонних организаций, таких, например, как: ЗАО “Уралпластик-Н” (Екатеринбург) для исследования дисперсности, размера и состава добавок в пластиковых пленках; клиника стоматологии “Арт-класс” (Екатеринбург) для исследования расположения белка каллогена внутри канальцев дентина; ООО “БИНОТЕК” Банк инновационных технологий (Екатеринбург) для исследования порошков гидроксида никеля; Камышловский электротехнический завод ОАО “Элтеза” для анализа толщины гальванопокрытий никель-медь-никель; ЗАО “Уралинтех” (Екатеринбург) для исследования керамики; Уральский государственный педагогический университет для исследования фазового состава сплавов на основе железа и алюминия; ОАО “Уральский электрохимический комбинат” (Новоуральск) для исследования морфологии и состава катализаторов на углеродном носителе. Общая сумма договоров со сторонними организациями на выполнение НИР и оказание услуг с использованием только комплекса Auriga CrossBeam в 2011 году составила около 800 тысяч рублей.
Аналитическое и технологическое оборудование, приобретенное в рамках ФЦП Национальным исследовательским Томским государственным университетом для оснащения НОЦ по направлению “Нанотехнологии”, активно используется в режиме коллективного доступа через Томский региональный центр коллективного пользования ТГУ (ТРЦКП ТГУ), который оказывает услуги более чем 70 сторонним организациям.
ТРЦКП аккредитован на техническую компетентность:
для проведения работ по испытанию различных видов продукции, в том числе продукции наноиндустрии для обязательной сертификации ее в системе ГОСТ Р;
для проведения работ по испытанию характеристик природных объектов, экологического контроля, измерений и научных исследований в системе аккредитаций аналитических лабораторий (центров);
для проведения работ по оценке соответствия продукции наноиндустрии в системе добровольной сертификации “Наносертифика”.
Благодаря технологическому оборудованию НОЦ разрабатываются нанотехнологии, направленные на получение: наноструктурированных многослойных и градиентных покрытий методами магнитронно-ионного синтеза; наноструктурной керамики и изделий на ее основе; наноструктурных крупногабаритных литых заготовок конструкционных материалов и сплавов титана методами интенсивной пластической деформации; наноструктурированных полупроводниковых материалов и покрытий для квантово-чувствительных сенсоров, преобразователей, элементов, устройств и систем функциональной наноэлектроники широкого назначения; неорганических и органических нано- и субмикронных порошков и материалов на их основе пневмоциркуляционными методами и т.д. Данные работы ведутся совместно специалистами ТГУ и организаций-партнеров: академических институтов (ИФПМ СО РАН, ИСЭ СО РАН, ИФП СО РАН и др.), вузов (ТПУ, ТУСУР и др.), промышленных предприятий как “инновационного пояса” ТГУ (ЗАО “МАНЭЛ”, ООО “НПО “МИПОР”, ООО “РИД”, ООО “ИксДайКон” и др.), так и всей России (ОАО “НИПП”, ЗАО “ЭлеСи”, ОАО “ФНПЦ “Алтай” и др.). Например, в рамках реализации проекта по биотестированию нанообъектов в ТГУ был создан Центр биотестирования безопасности нанотехнологий и наноматериалов “Биотест-Нано”, являющийся сегодня одним из элементов ТРЦКП ТГУ. Центр “Биотест-Нано” оказывает услуги по оценке безопасности наночастиц, их распространения и воздействия, разработке методических рекомендаций по безопасности обращения с наноматериалами и охране труда и т.д. Специалисты центра выполняли работы по заказу таких организаций, как ООО “Сибпромтрейд”, Институт биомедицинской химии им. В.Н.Ореховича РАМН, ФГУП СНИИМ, администрация Томской области и др.  
Закупленное Национальным исследовательским Томским политехническим университетом оборудование Научно-образовательного инновационного центра “Наноматериалы и нанотехнологии” (Нано-Центр ТПУ) тоже используется как для собственных нужд, так и для совместных проектов с другими вузами, академическими институтами и промышленными организациями. В процентном отношении по времени загрузки для собственных нужд (включая кафедры и лаборатории ТПУ) используется около 80% времени. Соответственно, остальное – для сторонних организаций. Стоимость работ, выполненных с использованием оборудования “НАНО-Центр ТПУ”, в 2008-2011 годах составила 128,2 млн рублей, при этом количество сторонних организаций – пользователей оборудования в зависимости от востребованности конкретной установки колеблется от 1 до 19. Среди стратегических партнеров центра: НИЦ “Курчатовский институт”, ЗАО “Центр точной механообработки”, Технический университет Берлина (TU-Berlin, Германия), Университет Шеффилда (Англия), Институт радиотехники и электроники РАН, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, а среди стратегических клиентов: Institute of Science and Technology of Ceramics (Италия); Научный центр Карлсруэ (Германия); фирма Lapp Kabel (Германия); Российский федеральный ядерный центр ВНИИ экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ); ООО “Научно-производственное предприятие “Нанокомпакт” (Томск) и другие инновационные предприятия Томской технико-внедренческой зоны.
В НОЦ “Нанотехнологии” Южного федерального университета оборудование тоже широко используется как для собственных нужд – в учебном процессе и научных исследованиях, так и для сторонних пользователей: объем выполненных НИОКР в 2008-2011 годах с использованием закупленного оборудования составил 69,4 млн рублей, всего же выполнено 29 работ для 16 сторонних организаций.
В сфере ответственности созданного во Владимирском госуниверситете им. А.Г. и Н.Г.Столетовых Объединенного научно-образовательного центра нанотехнологий вся линейка уникального профильного оборудования, закупленного университетом в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры…” для проведения исследований в области нанотехнологий. Центр объединил: Диагностико-метрологическую лабораторию нанотехнологий на базе зондовой и электронной микроскопии; Интегрированный образовательный научно-производственный центр полупромышленного производства углеводородных нанотрубок и волокон; Интегрированный образовательный научно-производственный центр фемто-нанофотоники, лазерных технологий, нанотехнологий и оптоэлектроники; опытный участок технологий 2D- и 3D-наноструктурированных покрытий для сложнопрофилированного металлообрабатывающего инструмента и оснастки; НОЦ нано-микроэлектромеханических систем; Интегрированный образовательный научно-производственный центр “Чистая вода” с использование мембранных модулей разных марок; НОЦ высокопроизводительных вычислений на основе суперкомпьютера “СКИФ Мономах” для моделирования новых материалов наноиндустрии.
В Ставропольском госуниверситете за прошедшие три года с использованием возможностей Центра коллективного пользования “Нанотехнологии и наноматериалы” выполнен ряд исследований по грантам РФФИ, научным программам Минобрнауки, а также по заказам предприятий и организаций (ЗАО НПФ “Люминофор”, ОАО “Инновации ленинградских институтов и предприятий”, ФГУЗ “Ставропольский краевой эндокринологический центр”, НКО “Гематологический центр” Мин­здравсоцразвития РФ и др.) на общую сумму более 5 млн рублей.
В стратегии развития вуза на ближайшие пять лет отдельной позицией стоит совершенствование материально-технической базы и развитие приборного оснащения наноцентра, в частности приборами, позволяющими проводить комплексные исследования не только в области зондовой и оптической микроскопии, но и рентгенофлюоресцентного анализа, спектральные и магнитные исследования более высокого уровня.
НОЦ “Нанотехнологии и наноматериалы” Тамбовского государственного университета им. Г.Р.Державина использует приобретенное высокотехнологичное оборудование для выполнения фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ в рамках аналитической ведомственной целевой программы “Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)”, федеральных целевых программ “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009-2013 годы и “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы”, а также грантов РФФИ. За 2010-2011 годы доходы от выполнения НИР составили 23,4 млн рублей. Технопарк НОЦ используется также для выполнения заказных исследований в рамках заключенных хозяйственных договоров с промышленными, научно-исследовательскими и образовательными учреждениями на региональном и всероссийском уровнях. В настоящее время услугами наноцентра пользуются 8 организаций. За прошедший и текущий годы доходы от данного вида деятельности составили 4,2 млн рублей.
Подготовка кадров – неотъемлемая часть деятельности практически всех НОЦ, созданных в рамках ННС. Использование закупленного в ходе исполнения ФЦП “Развитие инфраструктуры…” нанотехнологического оборудования для подготовки специалистов и повышения квалификации активно и успешно идет во многих научно-образовательных центрах ННС, в частности для проведения исследований при подготовке курсовых и дипломных работ, кандидатских диссертаций, а также в рамках курсов повышения квалификации для студентов, аспирантов, сотрудников вузов, представителей промышленности.
Так, например, уникальное экспериментальное оборудование Междисциплинарного ресурсного центра СПбГУ по направлению “Нанотехнологии” (МРЦ-НТ) предназначено как для проведения научных исследований, так и образовательной деятельности. МРЦ-НТ – центр коллективного пользования: за последние четыре года суммарная стоимость приобретенного им современного оборудования ведущих мировых производителей научной аппаратуры составила около 300 млн рублей (130 млн рублей выделены в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры…”, 160 млн рублей – по программе развития СПбГУ). Основным поставщиком уникальных установок МРЦ-НТ был выбран Carl Zeiss, поскольку на приборах этой фирмы работает огромное число высококлассных специалистов во всем мире. МРЦ-НТ заключил с этой авторитетной компанией договор о стратегическом партнерстве, которое позволяет университету использовать ресурсы Zeiss в образовательных и технических целях, а также получать от немецкой фирмы информационную поддержку и помощь в организации научных конференций, возможность приглашать ведущих зарубежных специалистов для чтения лекций и повышения квалификации. Учиться работать на оборудовании МРЦ-НТ приезжают представители вузов Петербурга и других городов России, институтов РАН, а также иностранцы. В расписании центра на первом месте учебные задания студентов старших курсов: научные работы для выполнения бакалаврских и магистерских проектов. Определенный процент студентов проходит подготовку для непосредственной работы на оборудовании МРЦ-НТ. На сегодня у центра более 150 пользователей, и их число постоянно растет: научно-педагогические работники, аспиранты, студенты. За последнее время произошло качественное изменение состава пользователей: если в 2009 году главными инициаторами проектов и пользователями были сотрудники СПбГУ, то в нынешнем году это студенты и аспиранты. Важный результат деятельности МРЦ-НТ – резко возросшее за последние два года количество защищенных кандидатских диссертаций, научных публикаций, докладов на конференциях, подготовленных с помощью оборудования центра.
В Томском госуниверситете создается целостная многоуровневая образовательная система подготовки и переподготовки кадров нового поколения для наноиндустрии. Ее база – индивидуальная (штучная) подготовка специалистов на основе их участия в создании передовых инновационных разработок с использованием современного оборудования. В университете реализуются сразу несколько направлений подготовки и переподготовки кадров, в том числе высшей квалификации, в области наноиндустрии: обеспечение подготовки кадров высшей квалификации и реализация индивидуальных образовательных траекторий для магистрантов с использованием современного оборудования, в частности приобретенного в рамках реализации ФЦП “Развитие инфраструктуры…”; также организация стажировок и курсов/программ повышения квалификации в научно-образовательном центре научных сотрудников, аспирантов, докторантов вузов и научных учреждений, а также сотрудников других организаций и представителей зарубежных научных и образовательных организаций. Сегодня в ТГУ реализуются более 20 программ повышения квалификации в области наноиндустрии, обучение по которым ежегодно проходят около 100 человек. В том числе по заказу ОАО “РОСНАНО” разработана и реализована с использованием нанотехнологического оборудования программа профессиональной переподготовки “Методы и технологии формирования межфазных границ и наноструктурных неметаллических полифункциональных покрытий”.
Активно используется для подготовки кадров оборудование НОЦ “Нанотехнологии” ЮФУ: за период 2008-2011 годов подготовлено: 46 специалистов по специальности “Микросистемная техника”; 32 специалиста по специальности “Микроэлектроника и твердотельная электроника”; 29 специалистов по специальности “Нанотехнология в электронике”. В настоящее время ведется обучение по направлениям “Электроника и наноэлектроника” и “Нанотехнологии и микросистемная техника”. Аспирантами и докторантами защищено 14 кандидатских и 2 докторские диссертации по специальности “Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах”. За тот же срок 30 человек прошли курсы переподготовки. Наноцентр ЮФУ стал эффективной площадкой для приобщения студентов к методам нанотехнологии.
В Ставропольском госуниверситете читаются как специальные дисциплины, так и курсы по выбору для студентов разных факультетов, связанные с нанотехнологиями. Поскольку уже изначально Наноцентр СГУ создавался в качестве научно-учебной площадки, сегодня здесь ведутся и научные работы, и занятия со студентами. Так, например, студенты-физики изучают возможности зондовой микроскопии, осваивают различные методы и методики проведения исследований. Занимаются в центре и химики. Много времени здесь проводят студенты, обучающиеся по специальности “Медицинская биохимия”: методы зондовой микроскопии активно используются при проведении исследований в области гематологии.
Оборудование Нано-Центра ТПУ также активно используется для подготовки бакалавров и магистров, аспирантов, докторантов как кафедры “Наноматериалы и нанотехнологии”, так и других кафедр и лабораторий ТПУ; для стажировок и повышения квалификации молодых ученых, преподавателей, специалистов из других организаций (в том числе в системе “НАНООБР”). Совместно ТПУ и TU-Berlin открыта подготовка по Double Degree Master Program “Engineering Science”. Среди магистерских программ центра: физика высоких технологий в машиностроении; новые материалы и технологии в медицине, медицинской технике и стоматологии; химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов; материаловедение в электротехнике и радиоэлектронике; материаловедение и технологии наноматериалов и покрытий. Подготовленные специалисты обладают уникальными компетенциями, основанными на применении технологических ноу-хау, российских и зарубежных патентов Нано-Центра ТПУ, технологий изготовления изделий из нанокерамики; способностью организовать производство наноматериалов и изделий и адекватно ориентироваться в тенденциях развития наноиндустрии, постоянно адаптируясь к новым условиям.
На оборудовании Наноцентра Тамбовского госуниверситета им. Г.Р.Державина проводятся лабораторные занятия для студентов старших курсов естественно-научных специальностей (в частности, обучающихся по специальности “Физика”), выполняются исследования в рамках курсовых и дипломных работ, кандидатских и докторских диссертаций. Кроме этого, проводятся курсы повышения квалификации для профессорско-преподавательского состава университета и сотрудников сторонних организаций по нанотехнологической тематике.
Реализацией международных проектов с использованием оборудования, закупленного в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры…”, заняты во всех НОЦ системы ННС. Среди зарубежных партнеров российских ученых: научно-исследовательские организации СНГ, Евросоюза, США, Японии, Китая, Канады и других стран.
Так, в Уральском ЦКП “Современные нанотехнологии” исследования в рамках международных проектов ведутся совместно с Институтом физики полупроводников им. В.Е.Лашкарева НАН Украины, Центром микроанализа материалов Мадридского университета, Национальной лабораторией Оак Ридж (США), Institute of Nuclear and New Energy (Tsinghua University, Пекин, Китай), Империал Колледжем (Лондон, Великобритания), Университетом Симона Фрезера (Ванкувер, Канада), с французскими коллегами из Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (Université de Nice – Sophia Antipolis) и LMOPS (Université Paul-Verlaine de Metz et Supélec). Ряд международных проектов с использованием нанотехнологического оборудования университета и организаций-партнеров реализуется в НОЦ по направлению “Нанотехнологии” ТГУ. Так, например, оборудование ТГУ было задействовано в проектах, поддерживаемых Американским фондом гражданских исследований и развития (CRDF), Международным научно-техническим центром, используется и для реализации проектов Седьмой рамочной программы по научным исследованиям и технологическому развитию ЕС (FP7). Результатом активного сотрудничества ТГУ с зарубежными научными центрами, в частности с Международным физическим центром в Сан-Себастьяне, стал проект по созданию лаборатории “Физика наноструктурных поверхностей и покрытий”, обеспечивающей исследования в области критических технологий РФ. Проект получил поддержку в рамках Постановления Правительства РФ №220 “О мерах по привлечению ведущих ученых в российские образовательные учреждения высшего профессионального образования” и в настоящее время успешно выполняется.
Международная деятельность НОЦ “Нанотехнологии” ЮФУ связана с выполнением международных проектов с БГУИР (Белоруссия), фирмой LIMO (Германия), Технологическим университетом Эйндховена (Нидерланды). В НОЦ “Нанотехнологии и наноматериалы” ТГУ им. Г.Р.Державина с привлечением приобретенного в рамках ФЦП оборудования ведутся работы совместно с американской фирмой Zircoa, Inc. В ЦКП “Порошковое материаловедение и наноматериалы” Пермского национального исследовательского политехнического университета оборудование центра используется по соглашению с ООО “Инкоу И Ян Новые экологические Технологии” (Китай). На основе оборудования, закупленного в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры…” в НОЦ в области нанотехнологий ВлГУ реализуются проекты с Институтом физических исследований НАН Республики Армения, Баварским лазерным центром, Институтом технологий фотоники Национального университета Цинг-Хуа (Тайбэй, Тайвань), Институтом прикладной физики Боннского университета, Институтом оптики, информатики и фотоники Университета Фридриха-Александра (Эрланген – Нюрнберг).
Как показал проведенный тематический опрос, участие в котором приняли представители более трети НОЦ, созданных на базе университетов в ходе выполнения ФЦП “Развитие инфраструктуры…”, использование закупленного в рамках программы оборудования идет достаточно интенсивно. Провести четкую границу между работами, которые ведутся лишь в интересах университетов или сторонних организаций, по подготовке кадров или только по взаимодействию с зарубежными коллегами, весьма сложно. Зачастую та же подготовка кадров, например, может быть тесно связана с выполнением работ в интересах промышленности региона или международных проектов. А взаимодействие с коллегами по ННС или организациями, не ставшими пока ее членами, но ведущими активную деятельность в области нанотехнологий, может быть успешно продолжено уже в европейских программах научно-технологического развития.
Задача второго этапа формирования ННС (2012-2015 годы) – обеспечить условия эффективного функционирования и дальнейшего развития созданной инфраструктуры. Решена она может быть, в частности, в рамках разрабатываемой государственной программы “Развитие науки и технологий” на 2012-2020 годы путем формирования научно-производственных кластеров, занятых созданием, производством и продвижением продукции оте­чественной наноиндустрии на рынок высоких технологий. Система НОЦ и ЦКП в области нанотехнологий, оборудование, установленное в них, и опыт его использования, накопленный за время реализации ФЦП “Развитие инфраструктуры…”, обязательно сыграют в этом процессе свою важную роль.

 

 

ПОЛНОСТЬЮ МАТЕРИАЛ СПЕЦВЫПУСКА ДОСТУПЕН В ФОРМАТЕ PDF.


 

Спецвыпуск подготовили: Нина ШАТАЛОВА, Станислав Фиолетов
(Выпуски “Наноскопа” №№44-50 опубликованы в рамках ФЦП “Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы”, ГК 16.647.12.2032)

Нет комментариев