Добавление карточки

Регистрация на сайте


Роль ОПК в развитии наноиндустрии. Экспертная оценка

29.11.2016 (14:57) | В.Иванов, А.Усеинов, А.Трошин, А.Алексеев, И.Яминский

"Когда-то война не нуждалась в науке. А теперь она кормит ее, ибо стала нуждаться в ней. Что, по-вашему, двинуло вперед авиацию, ракетостроение, да вообще современную физику? Война. ...Современная война стремительно движет науку вперед". Эта цитата из фильма Михаила Ромма "Девять дней одного года" как нельзя лучше характеризует роль оборонно-промышленного комплекса в развитии современной науки, в том числе, наноиндустрии. Наши эксперты развивают эту тему.

 

Валентин Иванов, генеральный директор ВНИИНМ им. А.А.Бочвара, Заслуженный деятель науки РФ, д.т.н.

Оборонное направление традиционно является мотивационным центром для развития самых современных технологий во всем мире. В России, к примеру, в интересах обороны и безопасности государства появился "Фонд перспективных исследований" с целью содействия научным исследованиям и разработкам в военно-технических и высокотехнологических сферах, которые связаны с высокой степенью риска достижения новых результатов.

Наноиндустрия вобрала в себя не только проекты по созданию объектов размером менее 100 нм, но и направления, в которых применяются подходы, типичные для нанотехнологий. Атомное оружие также основано на ядерных эффектах, которые относятся к области "нано". Одним из быстроразвивающихся секторов современной промышленности являются аддитивные технологии, где могут быть применены наноматериалы.

АО "ВНИИНМ им. А.А.Бочвара" занимается вопросами ядерно-оружейного комплекса, атомного флота, ядерным топливным циклом. Для решения ключевых задач в этих направлениях специалисты нашего института используют, в том числе, наноматериалы. Помимо ядерных технологий мы разрабатываем сверхпроводящие материалы, композитные наноматериалы, высокопрочные наноструктурные электропровода, решения на базе нанобериллия, технологии обработки поверхности, а также порошки для аддитивных технологий.

В настоящее время ВНИИНМ является одним из лидеров в России и мире в области технологий нанесения защитных и функциональных покрытий широкой сферы применения с использованием различных процессов, позволяющих выпускать изделия нового поколения с радикально улучшенным соотношением "цена/качество". На базе передовых инновационных разработок ВНИИНМ создается не имеющее отечественных аналогов современное промышленное производство функциональных наноструктурированных покрытий с использованием широкого спектра материалов, технологий и оборудования для их нанесения.

Наши технологии востребованы и в социально-значимом секторе - медицине. Достаточно велика потребность в защитных покрытиях при производстве эндопротезов из титана и других металлов. Поскольку 94% всех протезов поступают в Россию из-за рубежа, перед российской медициной остро встал вопрос импортозамещения. Специалисты ВНИИНМ умеют подбирать и наносить покрытие на основе титана с регулируемой пористостью на различные части протеза. Кроме прочего, такие покрытия позволяют сделать материал протеза химически инертным, благодаря чему пациент быстрее реабилитируется после операции. Мы считаем, что каждая больница должна иметь необходимый набор протезов разного размера и соответствующий инструмент.

Создаваемый на базе ВНИИНМ технологический комплекс обеспечит базу для повышения эффективности, надежности и расширения эксплуатационных возможностей машиностроительной продукции для ТЭК, машиностроения, нефтехимической и горнодобывающей промышленности, авиационного и энергетического турбостроения.

Не мне судить о государственной политике в области наноиндустрии, но, к сожалению, роль науки в нашем государстве значительно снизилась, профессия ученого уже не является престижной, и это не та сфера применения талантов и способностей, куда стремились бы молодые люди. А ведь наука - это то, что идет впереди всего человечества. Общество должно понимать, что развитие науки возможно только при высоком престиже труда ученого и привлечении большого числа исследователей, а также при полноценном бюджетном финансировании.

Алексей Усеинов, заведующий отделом исследования физико-механических свойств, ФГБНУ "ТИСНУМ", к.ф.-м.н.

В условиях современного глобального противостояния, в которое оказалась втянута наша страна, роль оборонно-промышленного комплекса переоценить невозможно. Об этом свидетельствуют громкие интервью первых лиц государства, появляющиеся в последнее время в СМИ на фоне набирающего обороты сирийского кризиса. Военная мощь страны, демонстрируемая на международной арене, заставляет простых граждан с замиранием сердца и восторгом наблюдать за новейшими достижениями отечественной военной техники. Очевидно, что успехи в области развития военных технологий вообще, и нанотехнологий в частности, невозможны без соответствующего уровня развития науки и техники в стране. В значительной степени это утверждение относится к области материаловедения, где ФГБНУ "ТИСНУМ" является головной организацией Национальной нанотехнологической сети по направлению углеродных конструкционных материалов. В институте создаются новейшие высокопрочные наноструктурированные материалы, обладающие исключительными механическими свойствами. Кроме того, мы разрабатываем современные измерительные комплексы "НаноСкан" для исследования механических свойств материалов на субмикронных и нанометровых масштабах линейных размеров, а также портативные измерительные приборы для оперативного контроля твердости материалов. Значительная часть наших исследований в области контроля качества МЭМС и НЭМС, сварных швов, прогнозирования прочности металлов и сплавов, измерения свойств тонких пленок и покрытий представляют интерес для ОПК.

В целом, внедрение нанотехнологий ведет к повышению потребительских характеристик продукции. Уменьшение толщины покрытий способствует меньшему расходу материалов и снижению рабочего веса конструкций, наноструктурирование повышает прочность, и примеров тому - множество, в том числе, применяемых в ОПК. В условиях, когда высококачественное вооружение - это практически единственное, что наша страна производит самостоятельно, спрос на научные достижения в области нанотехнологий со стороны ОПК является предельно предметным и конкретным. Это сфера, в которой входной контроль качества продукции или услуг выполняется на уровне, существенно превосходящем коммерческие заказы. Выполнение заказов со стороны военных - прекрасная школа для компаний, борющихся за качество своей продукции.

Что касается эффективности политики государства, то можно считать за счастье сам факт наличия какой-то политики в области ОПК после "беспредела", устроенного предыдущим военным руководством. Судя по происходящим в стране событиям можно предположить, что сейчас предприятия ОПК не испытывают перебоев со средствами - не зря в начале года сообщалось о внедрении "особого порядка" финансирования оборонных предприятий. С одной стороны, это напоминает тушение пожара, с другой стороны при таком обильном поливе есть надежда, что вырастет не только количество изготовленных изделий, но и будут всходить ростки новых технологий, в том числе, в области "нано". Не зря один из ведущих "околовоенных" руководителей недавно в СМИ высказал предположение, что выполнение государственного оборонного заказа и программ развития оборонной, атомной и ракетно-космической промышленности послужит драйвером развития не только научно-исследовательских, но и частных научно-производственных компаний.

Алексей Трошин, генеральный директор АО "ЭлТех СПб", к.ф.-м.н.

Я не совсем готов обсуждать новейшие военные разработки, поэтому немного расширю вопрос: в конечном счете микро- и нанотехнологии - это одна из частных проблем внедрения технологических инноваций и государственной поддержки технологического развития. Если говорить исключительно о наноиндустрии, то пока речь идет в большей мере о функционировании исследовательской базы - пик инвестиций в создание R&D- наноцентров пройден, сеть в стране уже функционирует. Хотя это и не значит, что потребности полностью закрыты, но дальнейший виток развития будет акцентироваться уже на инжиниринговых центрах по развитию производственных технологий.

Государство должно решать стратегические вопросы экономики и обороны, запускать инфраструктурные проекты, обеспечивать базовый уровень образования и комфортное развитие научной деятельности. Но на практике базовые, прорывные технологии рождаются исключительно в государственных исследовательских центрах. В этой связи показательны исследования Марианны Маццукато, которая, в частности, рассмотрела технологии, применяемые в обычном смартфоне: Интернет, протоколы TCP/IP и DNS - разработка известного Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA); GPS - разработка Министерства обороны США по программе Navstar; сенсорный экран возник благодаря грантам Национального научного фонда и ЦРУ; служба распознавания голоса, а также поисковый алгоритм, легший в основу Google, на стадии фундаментальных технологических разработок финансировались государством. В работах М.Маццукато утверждается, что почти 90% важнейших инноваций в период с 1971 по 2006 годы полностью зависели от государственной поддержки.

Военные разработки традиционно подпитывали становление каждого технологического уклада, и в этом нет ничего удивительного. Для каждого государства вопрос безопасности - приоритетен, а появление новых технологических возможностей инициирует новый виток конкуренции между странами за лидерство в военной сфере. В новейшей истории именно эта конкуренция привела к пониманию роли науки, как двигателя новых военных разработок, развитию программ поддержки прорывных исследований. С другой стороны, вся фундаментальная наука - это сфера, развитие которой определяет государство, а именно фундаментальная наука закладывает основу будущих технологических прорывов. Нанотехнологии определяют одно из базовых направлений нового технологического уклада, соответственно, следует ожидать и их внедрения в оборонную промышленность. Тем не менее, нельзя забывать и об изменениях, произошедших в мире: глобализация фундаментальных знаний; наметившийся со второй половины 20-го века переход коммерчески успешных проектов из сферы оборонного заказа в область гражданского потребления; понимание рисков, связанных с развитием таких направлений, как искусственный интеллект, нанотехнологии, робототехника, ведь изучение последствий этого развития далеко не завершено, а человечеству явно не нужна "диверсификация" глобальных угроз. Все это позволяет прогнозировать увеличение влияния государства не только в сфере технологического развития, но и контроля над использованием технологии и распределения доходов от их коммерциализации, возможные изменения в принципах патентования.

Алексей Алексеев, генеральный директор ЗАО "НТО", к.ф.-м.н.

На мой взгляд, в России в последние годы произошел определенный разворот в понимании возможностей и потенциала применения нанотехнологий для нужд ОПК и создания перспективных систем ВВСТ (вооружения, военная и специальная техника). В значительной степени этому способствовала общая активность в развитии направления, во многом стимулированная созданием в 2007 году "Российской корпорации нанотехнологий" (ОАО "Роснано"), а также включением нанотехнологий в приоритетные направления развития российской промышленности на государственном уровне. Кроме того, несколько лет назад был создан и начал активно работать "Фонд перспективных исследований", призванный развивать перспективные направления науки и техники с последующим применением научно-технических заделов в изделиях ВВСТ "завтрашнего дня". Фактически был образован аналог американского агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA), призванный обеспечить выбор, высокопрофессиональную экспертизу и поддержку разработок, потенциально интересных российскому оборонному ведомству. В связи с тем, что предприятия ОПК являются в нашей стране одним из драйверов развития промышленности, очевидно, что спрос на эффективные решения в области нанотехнологий со стороны данной группы потребителей будет являться важным фактором дальнейшего развития наноиндустрии в целом.

Если говорить о примерах специальных применений нанотехнологий уже сегодня, то нельзя не отметить микроэлектронику, в том числе, на основе гетероструктур. В перспективные российские системы вооружений в настоящее время активно внедряются изделия, использующие ЭКБ на основе GaAs и других "сложных" полупроводников. Среди них следует отметить, прежде всего, современные системы радиолокации, а также системы технического зрения на основе охлаждаемых тепловизионных матриц. Важнейшими направлениями, которые необходимо развивать, в том числе для нужд ОПК, признаны фотоника и радиофотоника. Уже находят применение в разработке и изготовлении изделий ВВСТ композиционные наноматериалы с заданными свойствами, включая различные виды радиопоглощающих покрытий на основе тонких наноструктурированных пленок. Также реализуется ряд пилотных проектов по разработке изделий гибкой электроники.

Безусловно, эффективному внедрению нанотехнологий в продукцию ОПК препятствует ряд барьеров. Прежде всего, это высокий уровень инвестиций в разработки, который не всегда может позволить себе государство, особенно в непростой экономической ситуации. Можно отметить и определенный консерватизм военных во внедрении новейших технологических разработок в системы вооружений. Осторожный подход не является особенностью именно нашей страны - в США, например, применяемые в ВВСТ компоненты ЭКБ на 2-3 поколения отстают от передовых микросхем, используемых в коммерческой электронике. Военным нужна, в первую очередь, надежность, поэтому замена проверенных решений на передовые, как правило, не форсируется. Тем не менее, именно военные заинтересованы в том, чтобы не потерять стратегическое преимущество по тем или иным технологическим направлениям.

В настоящий момент, как мне кажется, на государственном уровне есть отчетливое понимание того, что системная поддержка перспективных разработок, в том числе по линии нанотехнологий, необходима и важна с точки зрения обеспечения технологической безопасности России. Дополнительным фактором, который должен способствовать скорейшему внедрению нанотехнологий в изделия специальной и военной техники, является необходимость развития гражданских рынков потребления продукции наноиндустрии. Отрадно, что данное направление сегодня является важным приоритетом промышленной политики правительства России.

Что касается продукции ЗАО "НТО", то она имеет прямое отношение к разработке ЭКБ для нано- и оптоэлектроники, используемой, в том числе, в военных целях. Разработка новых видов ЭКБ напрямую связана с доступностью современного оборудования и технологий, импорт которых в Россию с недавних пор начал жестко контролироваться. Именно с оборудования как "средства производства" должно начинаться обеспечение технологической независимости отечественной радиоэлектронной отрасли, которая непосредственно влияет и на обороноспособность страны. Надеюсь, что в разрабатываемых в настоящее время государственных программах будут поддержаны инвестиционные проекты, связанные с импортозамещением в области специального технологического оборудования. В этом случае в ближайшие годы мы увидим целый ряд новых отечественных разработок, которые будут использоваться, в том числе, и на благо ОПК.

Игорь Яминский, профессор МГУ им. М.В.Ломоносова, генеральный директор компании "Центр перспективных технологий", д.ф.-м.н.

Крылатая ракета, огибая неровности местности, несется со скоростью от сотни до тысячи километров в час. Зонд атомно-силового микроскопа отслеживает рельеф исследуемого образца на скорости от долей до десятков микрон в секунду. Хотя скорости движения ракеты и зонда микроскопа могут отличаться в миллиард раз, как ни странно, в них используют одни и те же алгоритмы управления, сигнальные процессоры и микроконтроллеры. Дело в том, что зондовый микроскоп отслеживает неровности поверхности в миллиард раз меньшие, а это значит, что диапазон частот, в которых работают системы обратной связи в крылатой ракете и микроскопе, одинаковые. Следовательно, управляющую электронику крылатой ракеты можно интегрировать с небольшими переделками в электронный блок сканирующего зондо- вого микроскопа. Так поступила американская компания Digital Instruments в начале 1990-х годов прошлого столетия при создании второй модели Nanoscope-2. Это было время общей международной разрядки, и рассекречивание военных технологий приводило к их успешному использованию в гражданских отраслях.

Примерно в то же самое время в "Центре перспективных технологий" мы разработали новую модель сканирующего зондового микроскопа "ФемтоСкан", в котором применили все новейшие цифровые технологии: сигнальный процессор для управления в реальном времени всеми режимами сканирования и обратной связи, высокоточные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, цифровые синтезаторы частот и др. У нас не было доступа к военным технологиям, и мы разрабатывали всю схемотехнику микроскопа самостоятельно на базе американских электронных компонент. Кстати, в это время США разрешили экспорт в Россию цифровых сигнальных процессоров, которые ранее попадали под запрет КОКОМ - международной организации стран НАТО (кроме Исландии) и Японии, созданной с целью экспортного контроля над товарами и технологиями, запрещенными к ввозу в СССР и другие социалистические страны.

Разработанные в то время передовые модели микроскопов Nanoscope-2 американской компании Digital Instruments и "ФемтоСкан" российского "Центра перспективных технологий" имели одинаковые технические характеристики. Этот рассказ подтверждает, что высокотехнологичные продукты можно создавать как при поддержке со стороны военно-промышленного комплекса, так и в отсутствии такой поддержки.

В наноиндустрии так же, как и в любой другой высокотехнологичной области, для достижения самого высокого результата необходимы творческая команда, умения и энтузиазм ее членов, высокая работоспособность и целеустремленность, налаженная система управления. Таким образом, человеческий фактор - главное условие успеха.

Что касается настоящего момента развития оборонно-промышленного комплекса и его роли в наноиндустрии, то хочется сказать, что и здесь следует уделить большее внимание именно человеческому фактору, чтобы появлялось на российской земле больше таких людей, как Сергей Павлович Королев, Владимир Николаевич Челомей, Валентин Петрович Глушко, Иван Георгиевич Петровский, Рем Викторович Хохлов, и многих других.    

 

Источник: Роль ОПК в развитии наноиндустрии// Наноиндустрия, 2015, №7/61, 16-20

Рассказать в: