Мы уверены — предпринимательство будущего связано именно с нанотехнологиями. Ведь манипуляции с веществом на таком уровне позволяют создавать новые типы материалов и устройств с уникальными свойствами.
Это должно привести к очень большим изменениям в существующих технологиях и создать новые отрасли в промышленности.
Немного истории и теории
В 1959 году физик Ричард Фейнман описал среду, в которой ученые могут контролировать отдельные атомы и молекулы, имя этому явлению дал профессор Нори Танигуччи в 1974, а увидеть отдельные атомы ученые смогли только в начале восьмидесятых — с развитием сканирующего туннельного микроскопа. Тогда началась современная история нанотехнологий.
Все действия, что происходят в пределах нанотехнологий, находятся в так называемом наноразмерном диапазоне, ограниченном параметрами от 1 до 100 нанометров.
Это расстояние очень трудно представить! Например, человеческий волос в диаметре – 80 000 нм, а эритроцит в нашей крови – около 7 000 нм.
Есть «три кита», на которых базируются нанотехнологии. Первый — это нанодиапазон. Второй — структура должна быть создана человеком, иначе пришлось бы включать каждую биомолекулу, фактически превращая большую часть химии и молекулярной биологии в нанотехнологии. И третий — и наиболее важный — наноструктура обладает особыми свойствами, которые обусловлены исключительно ее наноразмерными пропорциями.
Где мы уже используем нанотехнологии
Микроэлектроника
Каждый год на рынке появляются продвинутые устройства, их производительность существенно возрастает, а размеры становятся все компактнее. Обработка графических данных даже на современных мощных компьютерах порой занимает долгие и мучительные часы. В новых устройствах эти же операции будут происходить за считанные секунды.
Все это стало возможным после того, как производители микросхем стали оперировать нанометрами.
Фармацевтика
Достижения последних десятилетий в медицине и фармацевтике также связаны с использованием нанотехнологий. Сегодня макромолекулы и искусственно созданные частицы применяют для диагностики и лечения многих заболеваний, и в первую очередь, конечно, онкологии. Мы не так уж и далеко от исполнения давней мечты человечества — победе над раком.
Нанотехнологии уже применяются при лечении артритов и повреждении внутренних органов.
Сейчас ученые работают над созданием нанороботов — наноразмерных машин, способных ремонтировать поврежденные клетки организма.
Нанотехнологии в быту
Ежедневно мы используем достижения нанотехнологий, чаще всего не подозревая об этом. Зубная паста может содержать наночастицы минералов, которые заполнят микротрещины в зубах и защитят от кариеса.
Лейкопластырь оказывается покрытым мельчайшими частицами серебра, защищающими от бактерий и ускоряющими заживление. Нанокомпоненты есть и в солнцезащитном креме — именно они обеспечивают коже долговременную защиту.
Жизнь стала намного проще и легче с появлением нового нанопокрытия для ткани, позволяющего защитить одежду от влаги и грязи. При этом на ощупь шерсть или хлопок остаются такими же, как и обычно. Здорово облегчают жизнь автомобильные краски с наночастицами, способными затягивать царапины на кузове вашего авто.
Самый маленький стартап
Как именно станет выглядеть новая экономическая система? По каким законам будет выстроен бизнес наноэпохи? Пока еще мы находимся в самом начале пути и можем лишь строить предположения разной степени достоверности. С точностью мы можем утверждать только одно: в настоящее время внимание инвесторов обращено к нанотехнологическим стартапам.
В их числе, например, наноэлектроника с проектами новых устройств. Или создание материалов с особыми свойствами. Или нанофотоника – проектирование новой оптики. Особый интерес прикован к нанобиотехнологии, достижения которой применяются, в числе прочего, и в медицине.
И, конечно, без внимания не остаются проекты в сфере программного обеспечения для управления продуктами нанотехнологий.
Источник: rb.ru
Чем занимается Наноинженерия?
Наноинженер может работать с электроникой и техникой, конструировать нанороботов и электронные схемы, заниматься бионикой и биомеханикой, создавать искусственные органы.
Кем работать после Наноинженерия?
Наноинженеры находят работу сразу после окончания вуза. Их принимают в штат медицинские лаборатории, институты РАН, компании и инновационные центры, специализирующиеся на проведении исследований, создании разных изделий с применением наноматериалов. Также эксперты в области наноинженерии могут преподавать в вузах.
Что изучает Наноинженерия?
Наноинжене́рия (от нано- и инженерия) — научно-практическая деятельность человека по конструированию, изготовлению и применению наноразмерных (наноструктурированных) объектов или структур, а также объектов или структур, созданных методами нанотехнологий.
Где работают специалисты по нанотехнологии?
Рабочее место Профессия нанотехнолог позволяет работать в производственных компаниях, в научно-исследовательских центрах всего мира. Например, в «Центре конвергентных нано-, био-, информационных и когнитивных наук и технологий» Курчатовского института.
Сколько зарабатывают нанотехнологии?
Средняя зарплата выпускников специальности в России: 21513 рублей/месяц.
Что относится к нанотехнологиям?
Нанотехноло́гия — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными …
Что относится к наноматериалам?
К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм….Описание
- нанопористые структуры;
- наночастицы;
- нанотрубки, нановолокна и наноленты;
- нанодисперсии (коллоиды);
- наноструктурированные поверхности и плёнки;
- нанокристаллы и нанокластеры.
Что изучает Электроника и наноэлектроника?
Направление готовит исследователей и разработчиков в нанотехнологии, микро- и наносистемной технике, электронике сверхвысоких частот, оптической и квантовой электронике, электронных приборов и устройств для контроля, управления и диагностики.
Какие есть профессии связанные с нанотехнологиями?
- 45 вузов 20 программ Глазир
- 31 вуз 33 программы Менеджер в области нанотехнологий
- 20 вузов 25 программ Нанобиотехнолог
- 58 вузов 57 программ Наноинженер
- 83 вуза 84 программы Нанотехнолог
- 26 вузов 40 программ Нанофизик
- 95 вузов 121 программа …
- 37 вузов 32 программы
Где учиться на нанотехнологии?
Нанотехнолог
- Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» …
- Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. …
- Московский государственный технический университет им. …
- Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им.
Какие есть нанотехнологии?
Направления нанотеха
- НАНОЭНЕРГЕТИКА. Создание альтернативных технологий получения энергии на основе водорода и термоядерных реакций синтеза.
- НАНОКИБЕРНЕТИКА. Создание нанороботов и ассемблеров — основы нанотехнологий будущего.
- НАНОМЕДИЦИНА. …
- НАНОЭЛЕКТРОНИКА. …
- НАНОМАТЕРИАЛЫ.
Что такое наноматериалы и его применение?
Наноматериалы — материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм.
Что означает приставка нано к терминам технологии мембраны транзисторы сенсоры зеркала и т д?
Это приставка, которая показывает, что исходная величина должна быть уменьшена в миллиард раз, т. е. поделена на единицу с девятью нулями — 1 000 000 000. Например, 1 нанометр — это миллиардная часть метра (1 нм = 10–9 м).
Что представляют собой наноматериалы?
Наноматериалы — материалы, созданные с использованием наночастиц и/или посредством нанотехнологий, обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале. К наноматериалам относят объекты, один из характерных размеров которых лежит в интервале от 1 до 100 нм.
Что лежит в основе нанотехнологий?
Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.
Что изучает предмет электроника?
наука о взаимодействии заряженных частиц (электронов, ионов) с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых), используемых в основном для передачи, обработки и хранения информации.
Что за профессия наноэлектроника?
Занимается математическим и компьютерным моделированием, проектированием и конструированием электронных приборов и устройств. Разрабатывает технологию производства различных приборов, в том числе установок вакуумной, плазменной, твердотельной, микроволновой, оптической, микро- и наноэлектроники.
Источник: toptitle.ru
Наука и бизнес: как продают наноматериалы и нанотехнологии
Говорят, наноиндустрия – это нанообъёмы, нанозаказы и нанозарплаты. Директор научно-производственного предприятия «Центр нанотехнологий» Ольга Демичева уверена, что это не так, и что перспективы такого бизнеса стоят вложенных в него усилий и денег. Два года назад она вместе с помощниками своими руками собрали промышленную установку, способную выпускать 5 тонн так называемых нанотрубок Деалтом в год. После этого её компания вошла в весьма короткий перечень отечественных производителей этого очень своеобразного материала. С тех пор Ольга Демичева одновременно занимается и исследованиями своего продукта, и практическим маркетингом на зарождающемся рынке.
Ольга Демичева, учёный, завлаборатории углеродных наноматериалов Российского нового университета, кандидат физико-математических наук; соучредитель и директор научно-производственного предприятия «Центр нанотехнологий» . После окончания физфака МГУ занималась полимерными материалами (пластмассами). В 1990-х заинтересовалась новым перспективным объектом – углеродными нанотрубками — и переключилась на них. В лаборатории РосНОУ смогла объединить и обобщить опыт научных исследований за два десятилетия и создать промышленный реактор, вокруг которого теперь и строится бизнес её компании. Углеродные нанотрубки – специфические углеродные структуры, способные упорядочивать строение веществ и менять свойства материала, в который они помещены. Размер каждой нанотрубки Деалтом – от 30 до 80 нанометров в диаметре и порядка 20 микрон в длину.
Обыкновенное чудо
Все учёные – немножко алхимики. Они пытаются найти универсальный закон, принцип, последовательность или вещество, с помощью которого можно изменить весь ход истории человечества. Так же получилось и с нанотрубками. Внешне они – всего лишь невзрачный черный порошок с комками. Волшебство происходит, если добавить их в любое другое вещество.
Получившийся материал будут превосходить исходный по своим потребительским свойствам во много раз.
Обычный клей начнёт цепляться к любому материалу; даже к тефлону, который ничто больше не берёт. И не рассыпаться под нагрузками, от которых соединённые обычным клеем вещи разлетятся по швам. Краска с нанотрубками внутри крепче держится на поверхности, не истирается. Сдобренный нанотрубками битум не течёт на жаре, не пропускает воду – идеальный материал для кровли.
Полипропиленовые трубы с наноначинкой получают повышенную прочность при эксплуатации и сравнительно легко монтируются – для их расплавления нужна не такая высокая температура. Пластиковые автомобильные бамперы с такой присадкой не мнутся в мелких авариях, на них лучше держится краска.
«Сейчас во всём мире миллиарды долларов и евро вкладываются в развитие нового рынка материалов с наночастицами, – говорит Ольга Демичева с почти религиозным блеском в глазах. – Переворачиваются представления о существующих материалах, кардинально меняются их свойства. Структура всей промышленности постепенно будет меняться. В это инвестируют и государства, и компании. Это новый этап в развитии науки и техники».
Делают нанотрубки из обычного природного газа – точно такого же, который горит в бытовых плитах на кухне. Из-за этого у них низкая себестоимость – исходное сырьё в России дешёвое.
Одним из крупнейших мировых производителей углеродных нанотрубок до недавнего времени была компания Bayer. Сейчас немцы от этого направления бизнеса отказались. Их установка обладала производительностью в 60 тонн в год. Попытались построить реактор на 200 тонн, но он не пошёл – ресурсов требовал много, а продать такое количество изделия пока сложно.
В каждом грамме вещества содержится 10 в 19-й степени нанотрубок, и этой массы достаточно для модификации нескольких кубометров бетона. Так что даже для больших проектов нанотрубок требуется совсем немного.
Самый крупный заказ на трубки Деалтом, который поступал за два года работы, – 1,5 тонны. А самый маленький – 10 грамм. Чаще всего берут несколько сот грамм или несколько килограмм. При этом цена наноматериала, в общем-то, не страшная – 60 рублей за грамм. Но простой продажей трубочек заработать пока не получается.
Доходы компания получает от другого.
Нанотрубки — в макрообъёме
Нанотрубки Деалтом, в отличие от изделий других производителей, после завершения синтеза не надо очищать кислотами от сажи. Из-за этого они получаются с неиспорченной и очень активной поверхностью, что делает их применение ещё более эффективным. У Ольги Демичевой собрана целая коллекция нанотрубок, выпущенных коллегами. Так что сравнивать их между собой она может со всей научной тщательностью.
«Просто так нанотрубки использовать очень сложно – их надо развести в какой-либо жидкости, а тут возникает большая трудность: они гидрофобны, – рассказывает Ольга Демичева. – Если их просто высыпать в воду, они скомкаются, частью всплывут, частью утонут. Мы уже научились их разводить по специальным технологиям в самых разных средах, создавая концентрированный полуфабрикат – мастербатч, тем самым приготавливая их к использованию производителями различных материалов».
Именно на производстве мастербатчей и зарабатывает «Центр нанотехнологий» свои основные деньги.
Когда приходят заказчики, Ольга Демичева и её коллеги первым делом выясняют, в какую среду надо поместить нанотрубки, чтобы клиент мог их внедрить в свою технологию без серьёзных изменений производственных процессов. И затем начинаются научные исследования: как приготовить раствор, какую выбрать концентрацию, как рассчитать дозировку.
«Бывает как: нам предоставили пробный образец сырья, мы для него сделали нужный концентрат, всё подготовили, – объясняет глава «Центра нанотехнологий». – Отдаём в производство, там делают первую партию, звонят: не сработало, ищите ошибку. Начинаем разбираться, и выясняется, что поставщики нашего заказчика привезли ему сырьё с чуть другими характеристиками.
Казалось бы, мелочь, отличие на доли процента по какому-то параметру, а все процессы уже идут по-другому. Некоторые клиенты просят фасовать наши мастербатчи в одноразовые шприцы, чтобы ошибиться в дозировке было уже невозможно. Каждый такой заказ – это совместная с заказчиком исследовательская работа, пробы и ошибки, затраченное время.
Одним это стоит несколько десятков или сотен тысяч рублей, а кому-то и миллионы. Отдача от этой работы наступает далеко не сразу, но обязательно наступит. В результате получается готовое технологическое решение».
С прицелом на заграницу
Из-за отсутствия решений «под ключ» многие крупные предприятия, «гиганты индустрии», опасаются внедрять новые технологии – чем крупнее предприятие, тем больше стоимость рисков. Причем это не исключительно российская специфика: во всем мире основные потребители новейших видов сырья и материалов – компании малого и среднего бизнеса. Им проще позволить себе производственные эксперименты ради возможности получить лучший продукт, чем у конкурентов.
«В России же в основном приходится иметь дело с крупными производствами, хотя и они для нас не всегда оптимальные клиенты, – добавляет Ольга Демичева. – Вот пришёл к нам пермский лакокрасочный завод. Мы обрадовались, думаем, сейчас тонну-другую закажут. А у них весь интерес – 500 грамм.
Мы, конечно, никому, даже самым маленьким клиентам, не отказываем, но существенные деньги можно заработать только на больших заказах с серьёзной научно-исследовательской составляющей. В России таких пока не много. Поэтому мы очень ждём, когда сможем поставлять наши трубочки в Европу и особенно в Китай – там они в большом спросе, очень много небольших предприятий, которые готовы внедрять перспективные новшества».
Для любой продажи на экспорт требуется пакет документов и соблюдение множества формальностей. Если продавать тонны, то всё это можно добросовестно исполнить. Но если вся покупка – 100 грамм трубочек, то ради 6000 рублей затевать всю эту волокиту не имеет смысла. Слишком дорого будет стоить документооборот. А многих иностранных покупателей интересуют в первую очередь небольшие партии наноматериалов.
«Мы поставили этот вопрос перед властями, нам обещали разработать некие послабления в таможенном законодательстве для малых партий, – вздыхает Ольга Демичева. – Вот, всё ждём».
Маленькие, но гордые
За прошлый год у «Центра нанотехнологий» было больше 200 клиентов. Сейчас в активной работе около десяти заказов. Реактор, производящий нанотрубки, загружен лишь частично, на полную мощность свою пятитонную установку производители Деалтом не выводят – в этом просто нет смысла.
Обслуживанием всех процессов и научными разработками для клиентов занимаются в общей сложности десять человек. Все они одновременно ещё и научные работники РосНОУ, что отчасти снимает с компании нагрузку по оплате труда, и при этом они остаются в науке, что для многих очень значимо.
Производственное помещение, где стоит реактор, синтезирующий нанотрубки, удалось арендовать за символические деньги. Его владелец пошел навстречу команде учёных, запускающих передовое производство. Лаборатория, в которой есть свой реактор – маленький, мощностью 50 килограмм продукции в год, – устроилась в одном из помещений РосНОУ. Всё это позволяет максимально сокращать текущие издержки, согласуя их уровень с полученной прибылью.
Инвестиции в основной капитал тоже получились сравнительно небольшими. Научные знания Ольги Демичевой и её коллег в деньгах оценить весьма затруднительно. А промышленная установка, разработанная и построенная самими учёными, обошлась всего в 3,5 миллиона рублей. Когда собирали, приценивались – под заказ изготовить такой же прибор стоило бы 300-500 миллионов рублей.
На такие расходы денег не было, обошлись своими силами. Практически как в том анекдоте – справились с помощью лома и одного волшебного слова. Тем не менее, всё серьёзно – производство сертифицировано «Роснано» и входит в реестр предприятий российской наноиндустрии.
«Химическое производство, в принципе, начинает окупаться через пять лет после запуска, а мы всего два работаем, – анализирует Ольга Демичева. – Мы выпускаем не готовый продукт, а полуфабрикат для технологической цепочки других предприятий. Это значительно увеличивает время отдачи. Пока что можем себя сами кормить, и чуть-чуть зарабатываем сверху. Основные доходы нам приносят мастербатчи. Пытаемся расширить рынок сбыта в России, хотим поставлять наши трубочки на экспорт».
«Надо будет – осилим»
С разговора о бизнесе Ольга Демичева всё время сбивается на научные темы – они ей явно ближе. С восторгом рассказывает, как её трубки можно использовать для микроскопии, для бомбардировки клеток растений и переноса молекул ДНК, углубляется в физические и химические свойства Деалтома.
«Вот тут лежат пакетики для университетов, – Ольга Валентиновна показывает на целую стопку брикетов, в каждом расфасовано по 100 грамм нанотрубок. – Они могут с ними сделать всё, что захотят: испортить, переработать, распылить, поиграть с концентрациями растворов. Они берут их для изучения.
Каждые приобретённые университетами 100 грамм нанотрубок сегодня – центнеры для промышленности в будущем. Ведь их исследования, кроме научных интересов, могут открыть нам новые рынки сбыта, новых заказчиков. Они любят наши трубки, ведь они особые — таких ни у кого больше нет.
По геометрии – да, есть похожие у других производителей, а по физике, химии, механике наши очень сильно отличаются. Мы вот уже научились их вводить куда угодно – только что с металлами ещё не работали. Но у нас в лаборатории пока просто нет такой возможности. А надо будет – и это осилим. С такими-то трубочками!».
Будущее «Центра нанотехнологий» Ольга Демичева связывает с дальнейшим становлением российского рынка и перспективами выхода на зарубежный, более сформированный, нанорынок. А дальше развиваться можно куда угодно, недостатка в новых идеях нет, был бы спрос. Но чтобы его увеличивать, надо проводить исследования и показывать преимущества модифицированных материалов.
А это всё стоит денег… Их можно было бы взять в виде грантов у того же «Роснано». Но, уверяет Ольга Демичева, условия предъявляют совершенно неподходящие, – там требуют быстро выйти на значительные объёмы. А с новым, неизученным до конца продуктом это делать просто нереально.
… Иногда говорят, что бизнес, как и политика, дело грязное. Работу с нанотрубками чистой, конечно, тоже не назовешь, – например, брать их голой рукой без перчатки категорически не рекомендуется. Но когда бизнесом начинают заниматься учёные, результат получается удивительный. Стерильно чистый – с моральной точки зрения. И непредсказуемый – с экономической.
Потому что талант учёного и предпринимательские способности редко идеально уживаются в одном человеке. Всё-таки чему-то надо отдавать приоритет – или деньгам, или познанию мира.
Источник: biz360.ru
