Для успешного развития нанотехнологий необходимы научно-внедренческие центры, то есть организации, где не только делаются открытия, но и появляются готовые к производству продукты. Ведущим российским центром такого рода является Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности ("Гиредмет"), где создаются уникальные нанотехнологические разработки. Кроме того, на базе "Гиредмета" и Московского института стали и сплавов (МИСиС) создан Объединенный центр коллективного пользования, оснащенный самым современным аналитическим и обладающим высоким научным потенциалом оборудованием. О том, зачем нужен такой центр, и о новых нанотехнологических разработках рассказывает директор ГНЦ "Гиредмет Юрий Пархоменко.

Известия: Юрий Николаевич, трудно было начинать заниматься нанотехнологиями?

Юрий Пархоменко: Надо сказать, что к нанотехнологиям мы перешли довольно легко, потому что и раньше занимались близкими проблемами. Это, знаете, как мольеровский Журден, не подозревавший, что он говорит прозой. Так и мы уже давно занимаемся и ультрадисперсными порошками, и субмикронными технологиями.

Известия: Расскажите о ваших новых разработках?

Юрий Пархоменко: "Гиредмет" проводит работы всех видов, от фундаментальных научных исследований и разработок технологий получения современных материалов и изделий до проектирования высокотехнологичных предприятий по производству материалов на основе разработанных нами технологий. Вообще "Гиредмет" в науке ассоциируется со словом "впервые". Так первый металлический уран был получен у нас в лаборатории З.Г. Ершовой. Впервые в Советском Союзе в "Гиредмете" был получен сверхчистый полупроводниковый германий, впервые разработана технология получения бездислокационного кремния. А сейчас "Гиредмет" находится на очередном витке своего развития. Наряду с традиционной для института тематикой на передний план выходят новые современные технологии синтеза материалов, в том числе наноматериалов. Приведу несколько примеров получения наноматериалов и применения нанотехнологий.

Традиционным материалом для "Гиредмета" является кремний. Это и поликристаллический кремний - по нашей технологии и проектам строятся предприятия по производству поликристаллического кремния, являющегося сырьем как для электроники, так и для солнечной энергетики. Это и монокристаллический кремний - у нас сконструированы установки для роста монокристаллов и разработана технология получения бездислокационного кремния. А сейчас мы разработали технологию получения нанокристаллического кремния, обладающего уникальными свойствами. Такой кремний мы получаем методом плазмохимического синтеза. Технология эта достаточно простая: вводим кремний в аргоновую плазму, температура которой достигает 6000 градусов Цельсия, здесь он фактически испаряется, разлагаясь на отдельные атомы. В результате образуется пресыщенный пар, при его конденсации и формируются кремниевые наночастицы. Изменяя режимы синтеза (температуру, скорость охлаждения и др.), мы управляем процессом, конструируем различные наноструктуры. Мы научились получать кремниевые нанотрубки, наносферы, причем можем формировать и полые наносферы диаметром от 5 до 60 нанометров. Если судить по публикациям в отечественной и зарубежной прессе, достичь этого еще никому не удавалось.

Известия: А каковы основные сферы применения нанокремния?

Юрий Пархоменко: При уменьшении размеров частиц кремния примерно до 50 нанометров, кремний становится прозрачным - пропускает видимый свет, но поглощает УФ-излучение. Это свойство используют при изготовлении солнцезащитной косметики. Повышают стойкость красок, предотвращая их быстрое выгорание. Обеспечивают качество и яркость тканей, увеличивая их прочность. Возможности использования нанокремния этим далеко не ограничиваются. Если, например, на поверхность солнечной батареи нанести слой частиц этого химического элемента толщиной всего до 10 нанометров, то КПД батареи увеличится на 5% (основную роль играет эффект переизлучения квантов света ультрафиолетового диапазона). Известно, какая долгая и трудная борьба идет за каждый процент эффективности солнечной энергетики, поэтому это не просто высокий, а, без преувеличения, огромный результат. А вот пример из другой области. Плазмохимический нанокремний может быть использован при разработке принципиально новой технологии борьбы с раковыми опухолями. Суть его в том, что на поверхности сферических частиц присутствует кислород, который в своем обычном триплетном состоянии инертен. Но если привести его в возбужденное, синглетное состояние, "подсветив" нанокремний лазером, он превращается в сильнейший окислитель и буквально сжигает зараженные раком клетки.

Известия: Вы совместно с МИСиС создали Объединенный центр коллективного пользования. Каковы его задачи?

Юрий Пархоменко: Одной из форм поддержки науки является создание центров коллективного пользования, обладающих высоким научным потенциалом и оснащенных современным аналитическим оборудованием. Это связано с тем, что научные исследования становятся все более дорогостоящими и необходимо повышать эффективность использования уникального оборудования. И это объективный процесс, так как уровень и сложность научных проблем постоянно повышаются. Так, при создании новых материалов и приборов необходимо иметь информацию о структуре и составе уже на атомном уровне. Сейчас невозможно себе представить создание новых технологий, особенно нанотехнологий, без сильной и современной аналитической базы. Объединенный центр коллективного пользования (ЦКП-ИАСЦ "Гиредмета") материаловедческой направленности был создан на базе "Гиредмета" и МИСиС, которые известны своей сильной материаловедческой школой. В нашей стране проводятся научно-исследовательские работы как по научным направлениям, так и по заказам других организаций.

Известия: Есть ли проблемы с финансированием исследований?

Юрий Пархоменко: Проблемы, связанные с секвестрованием программ, есть сейчас практически у всех. Но если говорить о развитии и поддержке работ в области нанотехнологий, то Роснаука, например, занимает в данном случае очень активную позицию. Она курирует две федеральные целевые программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы" и "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы". Причем Роснаука не только проводит конкурсы разработок и тщательно контролирует процесс выполнения работ, но и систематически отслеживает процесс внедрения опытно-конструкторских работ. Это особенно важно сейчас, когда мы говорим об инновационной экономике, где вопрос практической реализации каждой разработки, доведения ее до уровня выпуска готовой продукции является особенно важным. В этом отношении проекты, реализуемые по контрактам Роснауки, в наибольшей степени отвечают современным требованиям, поскольку предусматривают ответственность разработчиков не только за выполнение научных и опытно-конструкторских работ по созданию новой технологии, материала или изделия в рамках контракта, но и за последующее доведение этих разработок до производства и выпуска продукции с отчетом о результатах освоения разработки еще в течение ряда лет после окончания контракта.

Известия науки