Наука и технологии |
На острие нанообразования («СЗМ-игла нанообразования»)08.02.08
Виктор Александрович, поводом к нашему сегодняшнему разговору послужило торжественное событие: в конце только что ушедшего года НТ-МДТ принимала участие в посвящении в студенты первокурсников МФТИ. Что это для Вас – приятные воспоминания или, может быть, подготовка кадрового резерва? И то и другое. Мне приятно видеть, что Физтех сохранил атмосферу свободы самовыражения, элемент здорового нахальства (большего уважения заслуживают научные результаты, чем их носители и не в степенях счастье – бумага тленна, а истины вечны… – в глубинном осознании этого заключается отличие физтехов) и интерес к наукам, в особенности к физике, которая была, когда и я там учился. При этом мы относимся к нынешним студентам и выпускникам как к перспективным кандидатам на работу у нас. На факультете физической и квантовой электроники есть кафедра, которая прицельно готовит специалистов в области нанотехнологий. Большинство из них попадает к нам и мы этому очень рады. В НТ-МДТ разработали специальный прибор для обучения студентов – NanoEducator. Как Вы считаете, для студентов работа на таких приборах – это больше, чем «просто еще один практикум»? Начнем с того, что для образовательных целей мы предлагаем не просто специальный прибор. Мы разработали комплексную концепцию обучения специалистов практическим навыкам в области нанотехнологий. В нее входит набор учебной и справочной литературы, методические рекомендации по проведению практических занятий. Естественно, приборы, причем важно, что эти приборы адаптированы под студентов – они просты в использовании и исключительно надежны, как говорят «устойчивы к некомпетентности оператора». Плюс комплект учебных объектов, плюс приличный запас расходных материалов. Т.е. мы постарались продумать весь процесс обучения в мельчайших подробностях, так чтобы класс смог заработать и принять первых студентов как можно раньше.
На сегодняшний день в России и странах СНГ работает больше десяти наших классов. И каждый такой класс – это, по сути, «фабрика» специалистов с принципиально новым восприятием реальности. Для них нанометры и ангстремы становятся такими же привычными на шкале размеров, как уже привычные многим миллиметры и микроны. Не важно, в каком направлении будет специализироваться такой человек дальше – в материаловедение ли, в биологию или в электронику – но привычка учитывать в своей работе эффекты, возникающие на молекулярном и атомарном уровне, неизбежно повлияет на результаты этой работы. Ученые, воспитанные на практикумах по нанотехнологиям, будут искать новое там, где еще 20 лет назад никто и заподозрить не мог ничего интересного, а инженеры будут создавать устройства, которые прежде казались физически невозможными. Насколько я знаю, СЗМ – не единственный инструмент, позволяющий работать в нанометровой шкале. Вы оборудуете классы другими типами приборов? Или, быть может, Вы считаете их менее «полезными»? Нет ничего конечного. Для создания и исследований наноструктур СЗМ конечно нужен. Это недорогой, многофункциональный инструмент, позволяющий создать и «потрогать» наноструктуры. Но далеко не единственный. Нужно понять и уметь использовать методы электронной микроскопии, научиться готовить объекты, понять причины возможных артифактов. Для того, чтобы разобраться с нанопорошками, модификаторами, нужно владеть методами рентгеновских измерений. Синхротрон – блестящий инструмент для этого, но дороговат. В некоторых случаях можно обойтись и маленькими рентгеновскими трубками, а сущность будет той же. Возвращаясь к Вашему вопросу, скажу так – мы поставляем широкий, достаточно полный по состоянию на сегодня спектр инструментов для работы в масштабе нанометров. И все это производится в НТ-МДТ?
Уже давно прошло то время, когда одна компания могла сделать высокотехнологичный работающий продукт полностью самостоятельно. И дело даже не в масштабах производства, а просто невозможно быть экспертами сразу во всех направлениях современных технологий. Возьмите автомобильную промышленность или самолетостроение: двигатели производит один концерн, шины – другой, электронику для «мозгов» – третий. Тот, кто стоит последним в этой цепочке, кто поставляет законченный продукт под своей торговой маркой, тот и отвечает за то, чтобы автомобиль ездил и был удобен, а самолет – летал. Когда мы оснащаем комплексный наноцентр «под ключ» – а мы их оснастили уже немало – мы несем ответственность за работоспособность всего оборудования в нем, обеспечиваем полный спектр сервисных услуг и поддержки. У нас налажено тесное сотрудничество с ведущими производителями электронных и ионных микроскопов, мы встраиваем их устройства в свои НаноФабы – сейчас эпоха глобальной интеграции, нужно успевать идти в ногу с прогрессом. Наша позиция – это позиция системного интегратора, объединяющего вокруг себя интеллект и технологические возможности многих компаний для решения проблем заказчика, но ответственного за решения с дальнейшим развитием, сервисным обслуживанием. А синхротроны?... Синхротроны мы не поставляем, но сейчас появилось относительно компактное оборудование, которое способно решать некоторые задачи в этой области. Совсем недавно мы заключили партнерское соглашение с австрийской компанией Hecus X-Ray Systems GmbH, которая производит настольные системы для мало- и широкоуглового рентгеновского рассеяния. Малоугловое рассеяние – это анализ наноразмерных частиц или порошков и нанопористых материалов, определение толщины наноразмерных пленок и покрытий. Широкоугловое рассеяние – это исследование кристаллических структур, пространственной организации полимерных макромолекул, белков и т.д. Получается, это такой «настольный синхротрон»? Конечно, нет! Яркость рентгеновского пучка и его пространственные характеристики в этом классе оборудования несопоставимы с возможностями синхротронного излучения. Однако, благодаря высокочувствительному детектору даже на таких приборах можно получать весьма ценные результаты. К тому же эти системы компактные и относительно недорогие, т.е. их можно использовать массово: и при создании новых материалов, и в фармацевтической промышленности (например, для контроля качества «умных» лекарств), и в машиностроении – для исследования нанесенных покрытий. Возвращаясь к теме образовательных центров – считаете ли Вы возможным, что в будущем в системе образования появятся приборы для рентгеновского рассеяния, о которых Вы только что говорили, или еще какое-нибудь оборудование, более сложное, чем учебный СЗМ? Лично я убежден, что именно так и должно быть. В учебном центре обязательно должен быть класс простых СЗМов, поскольку, как я уже говорил, это самый многофункциональный инструмент для работы с наноразмерными объектами. Обязательно нужно показывать простые (и недорогие) модели электронных микроскопов, например, у компании FEI это микроскоп Phenom. При этом очень важно, чтобы у продвинутых студентов был также доступ к серьезным исследовательским приборам – СЗМ уровня нашей нанолаборатории ИНТЕГРА, к полнофункциональным просвечивающим и растровым электронным микроскопам, к рентгеновским диффрактометрам типа S3 micro компании Hecus, о котором я рассказывал. Только такой подход сделает процесс обучения по-настоящему комплексным. Кстати, на западе специализация студентов часто проходит как раз в крупных научных центрах, оснащенных самым современным оборудованием. И я считаю, это очень правильно. Последний вопрос. Если такой комплексный подход будет реализован, когда можно будет заметить его результаты, когда это отразится на состоянии нашей экономики, на благополучии наших сограждан? Отразится сразу, а вот заметно будет нескоро. Понятно, что хорошее образование имеет эффект «критической массы». Сперва эти студенты должны доучиться, окрепнуть, заматереть, приобрести собственный вес в научном сообществе, либо набрать практический опыт на работающих производственных предприятиях. Должна сформироваться своего рода культура, образ мысли, учитывающий наноразмерные эффекты. Когда таких людей станет достаточно – возможен фазовый переход – технологии вберут в себя новое понимание, новое метрологическое обеспечение – перейдут в разряд нанотехнологий. Такой скачок непременно должен сказаться и на производственных показателях внутри страны и на конкурентоспособности наших товаров за рубежом. Я думаю, это может произойти лет через 10-15, но работать для этого нужно уже сейчас. Денис Андреюк Источник: «Нанометр» |
