На уровне атома

На Северном Кавказе, в Ставрополе на базе Северо-Кавказского государственного технического университета открывается Научно-образовательный центр микро- и нанотехнологий. Построено здание, закуплена большая часть очень дорогого оборудования. Для чего он предназначен и что дает нам, рядовым потребителям, развитие данной области науки? Эту ультрасовременную тему обсуждают ведущие российские ученые: директор Центра микротехнологии и диагностики, профессор кафедры микроэлектроники Санкт-Петербургского электротехнического университета В. Лучинин, ректор Ставропольского государственного технического университета, доктор технологических наук, профессор Б. Синельников и академик РАН Ю. Третьяков (МГУ).

Б. Синельников. Если объяснять, не вдаваясь в научные тонкости, что такое нанотехнологии, то в первую очередь надо напомнить о том, что развитие всей электроники идет по пути микроминиатюризации, стремления в одной единице объема уместить как можно больше интегральных схем. В середине прошлого века у нас была вакуумная электроника, и приемник на средние, длинные волны был просто огромным, а сейчас он умещается в одном кубическом сантиметре, но при этом обладает гораздо большими функциональными возможностями. В конце XX века появилось такое понятие, как большие интегральные схемы - БИСы, потом сверхбольшие интегральные схемы - СБИСы, плотность размещения элементов на 1 кв. см возрастала примерно в два раза каждые три года. Но когда мы приближаемся к границе менее микрона, физические процессы разыгрываются уже на уровне одного атома. Здесь необходимо использовать другие технологии. Переход в эту область наноразмеров сулит революционные изменения: увеличение скорости работы компьютеров, увеличение их памяти, их емкости, возможность создания на их базе совершенно новых, не виданных ранее устройств. Например, известно, что сейчас наиболее продвинутые японские, американские фирмы пытаются создать «человеческого» робота. С точки зрения механики, его уже и сейчас можно сделать, а вот с точки зрения его поведенческих функций, которые должны приближаться к функциям человеческого мозга, пока сложно. Почему? Современные механизмы хранения памяти не могли разместиться в небольшом объеме. Переход на уровень нанотехнологий позволяет это сделать.

Появление этих технологий позволяет создать чипы, которые можно будет внедрять в человеческий организм, и они будут регулировать ту или иную его функцию. К примеру, уровень сахара в крови при сахарном диабете, сердечную деятельность, температуру и т.д. Не правда ли, вспоминаются фантастические фильмы о биороботах? Но это уже реальность. В Америке провели эксперименты по внедрению человеку под кожу чипов, которые дают информацию о состоянии его здоровья – артериальном давлении, составе крови, многих других параметрах. Информация поступает на компьютер, и в критической ситуации носителю чипа может быть оказана свое-временная медицинская помощь. С помощью нанотехнологий создан слуховой аппарат, который вводится в слуховую улитку, и глухой от рождения начинает нормально слышать. Есть уже и системы замены человеческого глаза. Пока они немного громоздки. Но довольно скоро наступит время, когда незрячие люди с помощью «нано» смогут обрести полноценное зрение.

Тот бурный расцвет электроники, который мы наблюдаем за рубежом, должен прийти и в нашу страну. Наукоемкие технологии на уровне «нано» в мире развиваются так быстро, что если нам сегодня, при конкретной и регулярной поддержке государства, не сохранять их на достойном уровне, то мы быстро отстанем.

В. Лучинин. Без развития микро- и нанотехнологий наша страна не сможет конкурировать с ведущими западными странами не только в области микроэлектроники, но и во многих других областях. Микро- и нанотехнологии – это базис машин и технологий будущего. Пока же мы находимся лишь на стадии модернизации, а приоритеты должны быть расставлены так, чтобы мы вышли на уровень разработки техники нового поколения. Но финансовая поддержка этих исследований в нашей стране все еще недостаточна. Пока нас спасает лишь очень сильный кадровый потенциал. Однако средний возраст наших ученых - 56 лет. Это и неудивительно: за последнее десятилетие часть людей из науки ушла в бизнес, немалая часть талантливых ученых уехала за границу. Между прочим, и за счет притока наших ученых США совершили значительный скачок в развитии передовых технологий. Наше государство тратит огромные средства на то, чтобы выучить молодых, дать им образование и в то же время так бездарно теряет самые энергичные, самые способные свои кадры, которые в итоге работают на других. Нам необходимо вырастить новое поколение ученых, которое было бы заинтересовано в развитии передовых направлений у себя в стране. Ориентироваться нужно не на совершенствование того, что есть, а на создание принципиально новых технологий, которые бы не дали России скатиться на уровень развивающихся стран с сырьевой экономикой. Чтобы этого не допустить, на уровне президента РФ уже приняты документы, делающие приоритетными те направления науки, о которых мы говорим. Дальше нужны практические шаги.

В мире на ближайшие 50-100 лет приоритеты уже определены. Первое направление - это все, что связано с обеспечением жизнедеятельности человека, его здоровьем, комфортом в быту, экологией. Второе - это та деятельность, которая связана с проблемами национальной безопасности. Все развитые страны по-прежнему уделяют этим вопросам огромное значение, и игнорировать их мы просто не имеем права, если, конечно, хотим оставаться развитой страной, имеющей гарантию собственной безопасности. Иначе произойдет утрата технологической, информационной и политической независимости страны.

- Все так плохо?

- Нет, не все. Несмотря на то, что 10 лет государство практически не вкладывало деньги ни в приобретение лабораторного и технологического оборудования для высшей школы, ни в улучшение благосостояния наших ученых, российская фундаментальная наука выжила и даже ни в чем не уступает щедро оплачиваемой науке Запада.

Б. Синельников. В США затраты на фундаментальные научные исследования составляют около 200 млрд. долларов в год, в России они - 16 млрд. рублей. Финансирование науки странами восьмерки в 500 раз больше, чем в нашей стране, но при этом мы публикуем 3,7процента статей в мировом океане научных новостей. Это в 13 раз больше, чем должны были бы, если сравнивать затраты. Наши ученые от общей численности ученых мира составляют 10 процентов, и это несмотря на то, что за последние пять лет из российской науки ушло 800 тыс. человек. При этом производство нашей наукоемкой продукции на мировом рынке – менее 1 процента!

Чтобы исправить ситуацию, необходимо, чтобы российская экономика опиралась, как и во всех передовых странах, на трех китов: науку, кадровый потенциал - они сосредоточены в высшей школе - и передовые технологии производства. К сожалению, далеко не все чиновники понимают, что если оснастку для производства можно купить, то первые две составляющие не приобрести ни за какие деньги.

В. Лучинин. Когда я читаю списки приглашенных на заседания высоких комиссий, Сов-беза, различных коллегий, с прискорбием отмечаю, что высшая школа в этих списках практически не фигурирует. Не хотят включать чиновники в свой холдинг вузы, когда дело доходит до дивидендов. По инерции считают, что высшая школа обязана работать бесплатно. Изменение этой ситуации в настоящее время носит стратегический характер. Клерки, чиновники очень ловко занимаются аппаратными играми. Но пора ведь и конкретными делами озаботиться – намечать стратегические планы, бизнес-планы формировать. А в этом в первую очередь должны принимать участие специалисты. В министерствах таких специалистов, к сожалению, осталось немного.

- В быту, в медицине легче найти и производителя, и потребителя. А в сфере безопасности государства? Не секрет, что научных разработок в этой области у наших ученых немало, но далеко не все из них остаются востребованными. Означает ли это, что там, наверху, недопонимают важности происходящего?

В. Лучинин. То, что там все понимают, – безусловно. То, что явно не хватает денег, что существует эффект лоббирования не всегда лучшего – тоже факт. Если хотя бы обратили внимание на то, что вузы, их ученые сами предлагают достойный выход из создавшейся ситуации. И поддержали - на уровне государства, на уровне региона, края. Возьмите Научно-образовательный центр, который в Ставрополе, можно сказать, уже создан. Это сделано без всякого участия госструктур.

Ю. Третьяков. Это третий центр в России. Два других действуют в Москве и Санкт-Петербурге. Для их создания и обеспечения необходимо очень дорогостоящее оборудование, нужно мощное финансирование, которое от государства не поступает. Несмотря на то, что от работы таких центров выигрывает в первую очередь именно государство, поскольку на базе центра можно проводить уникальные исследования в области микро- и нанотехнологий. Его создание дает мощный толчок развитию малых научно-производственных предприятий, а значит, увеличивает занятость населения, дает рабочие места. В таком сложном регионе, как Северный Кавказ, это очень важно. То, что Борису Синельникову удалось создать этот центр, – великое дело: учить студентов предметам, связанным с микро- и наноэлектроникой, можно только имея самое современное оборудование. Причем задуман центр как научно–образовательный комплекс коллективного пользования для вузов и научных сообществ всего Южного федерального округа. Его открытие, организация международной конференции, которая ежегодно проводится на базе Северо-Кавказского государственного технического университета, – огромная заслуга и большой успех ставропольских ученых.

В. Лучинин. Если центр будет развиваться в том направлении, в котором был задуман, то в скором времени на его базе, возможно, будут сделаны сенсационные открытия и созданы прорывные технологии в области микро- и наноэлектроники. И тогда о Северном Кавказе заговорят не как о взрывоопасном регионе, а как о научном центре международного уровня.