Многие из новейших отечественных разработок родились в стенах МГТУ имени Баумана, первого и одного из крупнейших технических вузов России. Студенты, аспиранты и преподаватели Бауманки сейчас активно осваивают нанотехнологии. Что это такое и какое применение этим исследованиям находится в повседневной жизни?
Святая святых учебно-инженерного центра нанотехнологий – "чистая комната". Именно здесь находятся лаборатории с оборудованием. А чистой она называется вовсе не случайно. Дело в том, что здесь почти санитарный режим. Все сотрудники в белых халатах и бахилах, поддерживается постоянная температура плюс 18 градусов и постоянная влажность около 20%. Всех этих условий требует высокоточное оборудование.
За чистотой и почти стерильностью здесь действительно следят строго. Для сверхчувствительной оптики опасна даже пылинка. Ведь исследования в центре проводятся на молекулярном и атомарном уровнях.
В маленькой комнате аспирант Бауманки Юрий Пономарев собирает микромеханические гироскопы. Внутри – наноструктурированный кремний. Миниатюрное устройство – неотъемлемая часть сложного механизма всех летательных аппаратов. Помогает держать курс. Опытные образцы гироскопов здесь собирают вручную. Работа почти ювелирная. "На нашей кафедре разрабатываются некоторые модификации гироскопов, в основном для военной техники. Это уникальная технология, которая есть только у нас, – сборка таких приборов с использованием микромеханических систем", – поясняет Юрий Пономарев.
По соседству установка плазмохимического травления с женственным именем "Каролина-15". Российская разработка. В этой лаборатории на наноуровне на прочность испытывают кремний и стекло. На материал наносится с виду обычный графический рисунок. Однако, на самом деле, это закодированные данные, а маленькое стеклышко – носитель информации будущего. "Эта информация имеет высокую способность к сохранности. То есть запись самоизбыточная, и повреждения такого носителя сильно не отражаются", – поясняет профессор кафедры радиоэлектроники лазерной техники МГТУ им. Баумана Гайк Сагателян.
Подделать такой носитель почти невозможно. В кустарных условиях не то, что воссоздать, прочитать эти данные на наностекле сложно. Ученые говорят, что этой разработкой уже во всю интересуются спецслужбы, ведь хранить на таком стеклянном носителе можно до 100 гигабайт.
Расшифровать закодированный на стекле рисунок помогает сверхвакуумное устройство "НаноФаб": объект помещается в специальную камеру и под микроскопом с него считывается информация. Вот так в наномасштабе выглядят картинка на исследуемом стекле. Почти шахматная доска, только клетки хаотичны.
"Я считаю, что за нанотехнологиями будущее. Они дадут резкий скачок в технологиях, в различных свойствах материалов. Они позволят перейти на новый уровень создания и использования новых материалов", – считает инженер учебно-инженерного центра нанотехнологий, аспирант Юрий Миронов.
В учебно-инженерном наноцентре работают в основном студенты, аспиранты и преподаватели Бауманки. Именно здесь они проводят испытания опытных образцов и на основе полученных данных пишут научные работы. Например, о способах повышения надежности радиоэлектронных приборов с использованием нанотехнологий.
Что же такое нанотехнологии? Определение звучит так: это междисциплинарная область науки, в которой изучаются закономерности физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров. Цель нанотехнологий – управление отдельными атомами, молекулами, молекулярными системами при создании новых молекул, наноструктур, наноустройств и материалов со специальными свойствами. Проще говоря, это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях.
Сейчас в лабораториях университета имени Баумана исследуют высокоэффективные термомодули для холодильных и генераторных установок, различные износостойкие покрытия, несколько лет идет работа по совершенствованию качества материалов, которые используются в космосе.
"У нас продолжаются работы, связанные с изучением паразитных пленок, которые осаждаются в космосе на термостабилизированную оптику и тем самым снижают надежность наших космических аппаратов в области сбора и передачи информации с Земли. Мы изучаем пленки, их свойства, чтобы подобрать те материалы, которые меньше воздействуют на оптику", – говорит директор учебно-инженерного центра нанатехнологий и наномикросистемной техники при МГТУ им. Баумана Валерий Башков.
Сам термин "нанотехнологии" ученые называют вовсе не новым, уверяя, что человечество всю свою жизнь занимается этими самыми наноисследованиями. Ведь в основе нано – стремление распознать то, из чего состоят предметы, материалы, изучить их самые скрытые свойства, разложить на составляющие. К примеру, под сканирующим зондовым микроскопом можно разглядеть всю атомную структуру кремния.
За единицу измерения в нанотехнологиях принят нанометр. Он в миллиард раз меньше обычного метра. Примерно во столько раз толщина пальца меньше диаметра Земли. Размер объектов, с которыми имеют дело нанотехнологии, колеблется в диапазоне от 0,1 до 100 нм. Для сравнения: толщина человеческого волоса порядка 80 000 нанометров.
Исследования на уровне молекул и атомов, как уверяют ученые, открывают перед человеком новые возможности. Начиная с того, что будет помогать в обычной жизни (например, сверхпрочный бетон или вечные аккумуляторы), и заканчивая достижениями в сфере медицины и уникальными военными разработками.
"На этих уровнях точности проявляются совсем другие свойства материалов, совсем неизученные по сравнению с наноразмерами. Следовательно, это представляет большой интерес. Результаты наноисследования могут быть очень интересными", – подчеркивает заведующий кафедрой факультета информатики и систем управления МГТУ им. Баумана Вадим Шахнов.
Нанотехнологии в XXI веке наряду с информационными и биотехнологиями эксперты называют фундаментом для настоящей научно-технической революции, которая уже не за горами. Однако пока в этой революции у России весьма небольшая роль. Мировые нанотехнологические лидеры – США, Япония, страны Евросоюза. Изменить такой расклад сил призвана программа развития нанотехнологий в России до 2015 года. Она должна сформировать национальную наноиндустрию в стране и помочь пока теоретическим разработкам выйти на практический уровень производства.
Информационный канал "Вести" открывает двери ультрасовременных лабораторий и позволяет заглянуть в новейшие микроскопы. Весь день 09.09.2009 на канале "Вести" – специальный проект "День науки".
После 19.00 смотрите на канале "Вести" ток-шоу Эвелины Закамской, в котором представители власти, бизнеса и науки поговорят об инновациях и о трудностях с их внедрением.
