Это интервью продолжает знакомство с фирмами «Наносенсор» и «РПСЛ», в которых работал и работает Иван Бобринецкий, начатое Zelenograd.ru в октябре 2009 года на выставке зеленоградских фирм, которая проводилась по поводу приезда в Зеленоград Анатолия Чубайса, главы госкорпорации «Роснано». Тогда 20–30 зеленоградских предприятий — резидентов особой экономической зоны и предприятий, родившихся на базе МИЭТ — представляли свои проекты с конкретными суммами требуемых инвестиций, которые могли бы заинтересовать «Роснано». Фирма «Наносенсор» представляла проект интеграции нанотрубок в традиционную микроэлектронику.
Послушать (29:15) | загрузить файл со звуком (20M) |
— Иван, вы — сотрудник Центра «Нанотехнологии в электронике» МИЭТ и владелец собственной фирмы, работающей в этой области. Перечислите подробнее ваши должности и регалии.
— В МИЭТ я пришел студентом, а сейчас я старший научный сотрудник
— Расскажите о проектах, которые ведет ваша фирма?
— Проекты, которыми мы занимаемся, связаны с научными результатами, получаемыми в Центре зондовой микроскопии. Здесь изначально направление было выбрано нашим руководителем — это нетрадиционные материалы и методы в электронике, в частности, в электронике квазиодномерных проводников, то есть проводников, диаметр которых сравним с единицами нанометров. Хочу привести пример: сейчас то, что мы понимаем под традиционной электроникой — это компьютеры с процессорами, имеющими минимальный размер элемента, единичного функционального транзистора, порядка 40 нанометров. Наш проект — это сенсорная электроника на основе углеродных нанотрубок, представляющих собой углеродный графитовый лист, свернутый в цилиндр и имеющий диаметр порядка единицы нанометров. То есть, это созданный в процессе химической технологии материал, который обладает уже более чем на порядок меньшими размерами, чем современный транзистор в традиционных компьютерах. И направление наших исследований связано с общей электроникой на основе нанотрубок. Здесь были получены хорошие результаты в плане быстродействия, но осталась проблема интеграции, и мы занимаемся сейчас, по сути, решением этой проблемы — интеграции нанотрубок в традиционные процессы микроэлектроники.
Сейчас мы получили значительные результаты в электронике нанотрубок — это их высокая радиационная стойкость. Так что этот материал, даже оставаясь пока слишком дорогим для домашнего пользования в компьютерах, имеет широкие перспективы для применения в космических технологиях, где действительно актуально стоит проблема воздействия радиационного излучения.
Развитие нашей технологии привело, в первую очередь, к разработке разнообразных методов интеграции нанотрубки. И первым таким методом стала методика химического роста нанотрубок на кремниевых пластинах. Так возник проект установки нанотрубок для
— Эта установка разработана в рамках фирмы РПСЛ?
— Да. Сейчас мы уже разрабатываем альтернативную технологию, так как не всегда удается совместить рост нанотрубок с приданием нужных функциональных свойств сенсорам на их основе. Сейчас мы разрабатываем альтернативные электрические методы, например, метод электрофореза, для интеграции изначально сделанных любыми методами нанотрубок, их дополнительной химической модификации, например, ДНК, которые с помощью электрического поля мы уже сажаем на кремниевую пластину. Развитием такой техники мы сейчас занимаемся в рамках компании «Наносенсор».
Компания РПСЛ: учебные нанотрубки из спирта
— Вернемся к фирме РПСЛ, раз уж с нее все начиналось. Ее проект —
— Да конечно. Это хороший пример перехода научных разработок в инновационные. Разработка самой идеи началась примерно в 2004 году. В 2001 году мы начали работать с материалом нанотрубок как таковым, проводили первые его исследования, а в 2004 стали понимать, что если не будем сами создавать свой материал, то у нас уже будут проблемы дальше при создании функциональных приборов. И эта разработка планомерно велась, и, честно говоря, именно коммерческих идей ее реализации не было. Но возникли новые реалии времени, и была создана установка, с учетом условий нашего
— Значит простой спирт используется для получения углеродных нанотрубок?
— Да, из этилового спирта при термическом разложении получается материал углерод, но если мы добавим металлический катализатор, например, никелевое железо, то на нём получаются водородные волокна и, в частности, нанотрубки. Вот таким образом мы создали концепцию и получили дешевую компактную безопасную установку, которой не было раньше на рынке. Все аналоги, которые есть сейчас, занимают два квадратных метра и используют метановодородную смесь — это однозначно взрывоопасная смесь. Кроме того, на российском рынке эти аналоги не представлены производителями. Только сейчас вслед за нами пошли — кстати говоря, тоже зеленоградские — компании, которые начали делать компактные установки для учебных процессов.
— Это установка роста нанотрубок именно для учебных процессов?
— Да. Проект уже коммерчески был начат в 2006 году, прошло четыре года, и сейчас мы говорим уже о восьми установках, которые были поставлены в институты различных городов России и в одну европейскую страну — в Эстонию. И, действительно, интерес к этому продукту не ослабевает. Если говорить не о научной его составляющей, а об экономической — за ними вслед пошли другие организации, которые теперь делают аналогичные приборы. И сейчас мы уже чувствуем конкуренцию, но в этом направлении мы первые, поэтому нам легче.
— С деятельностью компании
— Нами был предложен другой коммерческий проект, достаточно дорогой и уникальный — учебная лаборатория, которая совмещает в себе установку роста нанотрубок и зондовые микроскопы. Собственно, мы и выросли здесь благодаря компании
Компания «Наносенсор»: электронный нос из нанотрубки
— Истории возникновения центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» мы еще коснемся. А пока о фирме «Наносенсор»: расскажите о применениях ваших наносенсоров, так, чтобы каждому стало понятно.
— Идея, которую мы закладываем в эти разработки, связана вот с чем. Уже не один десяток лет умы человечества будоражит так называемый электронный нос. Нос, как орган обоняния — это единственный орган чувств, который все еще не удалось заменить средствами современной техники. Глаза — это видеокамеры или фотокамеры, у слуха тоже есть достаточно хорошие имитаторы и заменители, даже такие операции сейчас людям делают.
Что касается обоняния, то тут единственным средством высокой чувствительности, применяемым в экологической и террористической безопасности, остается верный «друг человека», то есть собака. Она действительно обладает колоссальной чувствительностью благодаря наличию в носу рецепторов, представляющих собой нервные окончания с посаженными на них ферментами. Количество таких нервных окончаний и разнообразие этих ферментов обуславливают высокую чувствительность, в частности, животных к внешним средам — даже по сравнению с человеком. И мы, по сути, хотим сделать имитацию такого прибора, в котором окончанием, передатчиком сигнала является тончайшая углеродная нанотрубка в один нанометр.
Нанотрубки обладают колоссальной чувствительностью
Я уже сказал о космосе; нанотрубки — один из незаменимых в будущем элементов в этой сфере, как и вообще углеродные материалы, которые изначально являются радиационно стойкими. Мы знаем, что атомные реакторы обкладываются графитовыми плитами, чтобы тормозить излучение. Мы сотрудничаем с Институтом измерительной техники города Королева в исследованиях, связанных с детекцией формальдегидов. Формальдегиды — это пары, которые испаряются из обшивок пластиковых отсеков кораблей, и их детектирование требуется, чтобы определить, насколько загрязняется в процессе работы и жизнедеятельности атмосфера космической станции, которой дышат люди.
Другое колоссальное направление — это медицинские технологии. Вообще для нанотехнологий медицина занимает, я думаю, половину всех перспектив. Они разнообразные, об этом можно говорить много, но наше направление — это встроенные детекторы. В частности, совместно с
— Как я понимаю, это будет, например, датчик глюкозы для больных сахарным диабетом, который будет просто вшиваться под кожу?
— Да, в тяжелых случаях иногда требуется постоянный мониторинг глюкозы, и это действительно может помочь. В мире уже есть прецеденты, лабораторные образцы такого рода — мы не единственные. В России — возможно, так как у нас колоссальная база именно электроники, созданная в Зеленограде. Мы стремимся сделать уже промышленный образец, поэтому наши исследования идут параллельно с интеграцией, повышением функционализации нанотрубок, и созданием уже работоспособного технологического процесса, технологических основ, уже готовых элементов. Эти две работы ведутся параллельно.
— К медикам вы пока не выходили со своими разработками?
— Нет. Разработки еще находятся не на той стадии.
Государственная нанореволюция: «Даже неизбежный прогресс тоже требует материальной поддержки»
— Я недавно познакомилась со статьей в области этих разработок нанобиотехнологий. Там Курчатовский институт предлагал целый проект, в котором бы соединились, в том числе, центр синхротронного изучения и нейробиологические технологии. И они говорили буквально о революции в нанобиотехнологии и создании роботов на базе наносенсоров. Далеко нам еще до этой революции?
— Когда мы начинаем говорить о воплощении результатов, которые сейчас имеются или которые предполагается получить в ближайшие несколько лет в лабораториях, об их выходе на мировой рынок и в широкое применение — когда в каждом доме реально будут элементы нанотехнологий, а не то, что мы сейчас наблюдаем в
Поэтому ближайшие перспективы того, что действительно будет сделано следующие: в ближайшие десять лет мы можем получить прототип такого устройства, робота, основанного на самосборке, одним из компонентов которого будет и наш наносенсор. Надеюсь, Курчатовский институт и нас тоже подключит к этому направлению. Но чтобы увидеть реальное применение всего этого в больницах, то здесь я бы
— Но вы чувствуете сами, что вы занимаетесь
— Сейчас уже, действительно, я это рассматриваю как неизбежное. Сейчас идет хорошая рекламная компания нанотехнологий, все об этом знают и интересуются, но по сути это неизбежно — миниатюризация. Пятьдесят лет мы жили с компьютерами микротехнологий, до этого была индустриальная революция, до этого конвейерная. То есть это естественное развитие. Но то, что однозначно привлекает и студентов — это чувство причастность к созданию
— Сейчас такие исследования и разработки держатся именно на внимании государства, или эта сфера уже становится самоокупаемой и обладает коммерческим потенциалом?
— В целом здесь пока поддержка государства очень велика. Если сравнить с зарубежными коллегами, то обычно приводятся такие соотношения: в России финансирование научных разработок в общем случае на 75 процентов обеспечивает государство, на 25 процентов — бизнес. За рубежом ровно наоборот — НИОКРы ведутся в частных компаниях. Но это статистика, которая общедоступна. Вместе с тем, известно, что стоимость завода по производству чипов 45 нанометров, которые стоят сейчас в каждом компьютере, равняется десяткам миллиардов долларов. И есть мнение авторитетных экспертов, что без участия государства все эти великие фирмы, которые их производят, давно бы уже не существовали, потому что стоимость таких высоких технологий — высока, извините за тавтологию.
Нано — шанс или фикция: «Я стал относиться к этому более либерально»
— Сейчас говорится о строительстве в России, в Зеленограде фабрик по производству чипов до 45 нанометров. Не может ли оказаться, что, поскольку в России уже ведутся разработки наподобие ваших, нам удастся — или у нас есть шанс — перескочить этот рубеж и начать сразу с
— В этом, собственно, и идея, почему вся эта программа по нанотехнологии и была запущена при поддержке правительства и общественности. Идея заключается в том, что мы можем действительно обойти, «пойти другим путем» в этом направлении. Но то, что сейчас мы делаем — пытаемся интегрировать эти новые материалы и новые технологии (нанотрубки) и традиционные методы, которые нам достались от советских времен (фотолитография, кремниевая технология) — от этого пока не уйти. Я надеюсь, что эти фабрики чипов в 45 нанометров и 90 нанометров, которые у нас в Зеленограде обещают запустить, позволят быстрее реализовать в промышленном масштабе и наши разработки. То есть это параллельный путь.
Я думаю, уже никто не надеется, что
— Здесь и Россия может над этим поразмыслить?
— Да. Но базовые принципы, технологическая основа, которая сейчас создается во всем мире — это действительно большое подспорье. То есть 45 нанометров нужны, чтобы говорить о выходе на новые материалы.
— Вращаясь в среде центра нанотехнологий в МИЭТ, находясь на острие технологий, насколько вы в приставке «нано» сейчас чувствуете влияние моды — и в какой доле случаев она действительно обоснована?
— Вопрос очень деликатный. Первое время, когда я читал проекты, которые предполагает поддерживать госкорпорация «Роснано», и имея свою научную школу, прошедшую в
Действительно, нанотехнологии в том контексте, который коренным образом изменит нашу жизнь, придут еще не завтра — мы уже определили примерно этот временной параметр. А то, что сейчас есть — это действительно старые разработки «под новым соусом», в частности, сделанные в зеленоградских компаниях. И я на самом деле это поддерживаю. Я общаюсь с ними и знаю, что у них есть уникальные разработки двадцатилетней давности по формированию углеродных сверхпрочных наноалмазных покрытий. Наноалмазы — это фактически нанопленки, которые напыляли еще 20–30 лет назад, когда еще никто не говорил о нанотехнологиях. Были созданы установки, которые и сейчас сохранили конкурентоспособность, уникальный научный потенциал, которому нет аналогов в мире. И благодаря нынешней государственной поддержке, я надеюсь, пока эта технология не утеряна, они смогут выйти на рынок и развиваться. В этом я вижу тоже большой плюс.
— Значит, нет ничего страшного в том, что «нано-« — это не обязательно проекты с
— Да. Я так к этому отношусь.
Центр нанотехнологий МИЭТ: «Наша задача — патент к каждой кандидатской»
— Возвращаясь к Центру нанотехнологий МИЭТа: расскажите немного о вашей
— Наш Центр зондовой микроскопии нанотехнологий возглавляет Владимир Кириллович Неволин, профессор, доктор
— Фирмы «Наносенсор» и РПСЛ — это не единственные компании, которые «отпочковались» от центра?
— Нет, конечно. Нашими аспирантами были созданы компании, но уже не в Зеленограде. У нас стояла задача: каждый аспирант, защищающий кандидатскую, обязательно должен иметь патент, а значит,
Елена Панасенко