(С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР. 2010 1 Чувашский республиканский институт образования Академия электротехнических наук Чувашской Республики Инновационная. - презентация

1 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Чувашский республиканский институт образования Академия электротехнических наук Чувашской Республики Инновационная экономика и технологическое развитие Курс лекций Нанотехнологии Нанотехнологии АЭН ЧР Определение и история развития

2 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Ахметзянов Изяслав Дмитриевич Вице – президент Регионального отделения Академии электротехнических наук РФ (АЭН ЧР) Исполнительный вице - президент AGL Technologies Co., Ltd. (Сеул, Республика Корея) Консультант по вопросам интеллектуальной собственности российских и международных компаний Автор более 100 научных трудов и изобретений, в том числе по нанотехнологиям, защищенных патентами многих стран мира (РФ, США, Великобритания, Австрия, Швеция, Финляндия, Республика Корея и др.). Лектор:

3 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Послание президента Н.Федорова "Чувашия из будущего и для будущего" Нам необходимо решить две основные задачи: первая – модернизация существующих базовых отраслей, повышение их восприимчивости к инновациям; вторая – создание на всей территории республики высокотехнологичных секторов, определяющих перспективы развития в будущем Первый приоритет – Нанотехнологии Второй приоритет. Я недавно объявил о том, что Чувашская Республика реально может стать первым биорегионом России. По сути, в 2010 году будет дан старт «зеленой революции» в Чувашии Третий приоритет – развитие и использование конвергентных информационно-коммуникационных технологий Четвертое направление – развитие иных, кроме солнечного, альтернативных источников энергии Подход к новой экономике требует дальнейшего развития и повышения уровня образования, культуры и здравоохранения. Инвестиции в человека – не что иное, как прямые инвестиции в экономику.

4 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Ричард Фейнман (1959) Нанотехнология – это совокупность методов производства продуктов с заданной атомарной структурой путем манипулирования атомами и молекулами

5 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Норио Танигучи (1974) Нанотехнология -технология производства, позволяющая достигать сверхвысокую точность и ультрамалые размеры...порядка 1 нм...

6 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Эрик Дрекслер (1986) Нанотехнология - создание различных устройств из отдельных молекул

7 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Википедия Нанотехноло́гия междисциплинарная 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 атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

8 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологий. Международная организация по стандартам Под нанотехнологиями подразумевается следующее: - знание и управление процессами, как правило, в масштабе 1 нм, но не исключающее масштаб менее 100 нм, в одном или более измерениях, когда ввод в действие размерного эффекта (явления) приводит к возможности новых применений - использование свойств объектов и материалов в нанометровом масштабе, которые отличаются от свойств свободных атомов или молекул, а также от от объемных свойств вещества, состоящего из этих атомов или молекул, для создания более совершенных материалов, приборов, систем, реализующих эти свойства

9 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Европейское патентное ведомство Термин «нанотехнология» относится к объектам, контролируемый геометрический размер которых, по крайней мере, на один функциональный компонент ниже 100 нм в одном или нескольких измерениях, способным производить физический, химический или биологический эффект, присущий такому размеру. Сюда относятся также оборудование и методы контролируемого анализа, манипулирования, обработки, изготовления или измерения с точностью выше 100 нм

10 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологий. Патентное ведомство США Для того, чтобы квалифицировать изделие как нанотехнологическое по крайней мере один из его размеров должен быть в диапазоне от 1 до 100нм и этот размер должен быть существен для функций квалифицируемого изделия

11 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологий. Госкорпорация «Роснано» Нанотехнологии – совокупность методов и приемов, применяемых при изучении, проектировании, производстве и использовании структур, устройств и систем, включающих целенаправленный контроль и модификацию формы, размера, интеграции и взаимодействия составляющих их наномасштабных элементов (1 – 100 нм) для получения объектов с новыми химическими, физическими, биологическими свойствами

12 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологии. Концепция развития в РФ работ в области нанотехнологий на период до 2010 года Нанотехнология - совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба

13 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Определение нанотехнологий. Рита Колвелл, директор Нанотехнологии – это ворота, открывающиеся в иной мир

14 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Дедушкой нанотехнологий можно считать греческого философа Демокрита 2400 лет назад он впервые использовал слово атом для описания самой малой частицы вещества

15 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр Альберт Эйнштейн: «Самое непостижимое в этом мире - то, что он постижим» * * Медаль, вручаемая лауреату Нобелевской премии

16 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты Эрнст Руска: «Я закончил новый прибор в конце ноября и почувствовал, что должен вернуть жалованье за декабрь. К моей большой радости, мне «в виде исключения» было разрешено оставить эти деньги у себя»

17 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Американский физик Ричард Фейнман впервые опубликовал работу, где оценивались перспективы миниатюризации Основные положения нанотехнологий были намечены в его легендарной лекции Там внизу – много места (Theres Plenty of Room at the Bottom), произнесенной им в Калифорнийском Технологическом Институте Фейнман научно доказал, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет никаких препятствий к тому, чтобы создавать вещи прямо из атомов Ричард Фейнман: «Истина всегда оказывается проще, чем можно было предположить»

18 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Японский физик Норио Танигучи ввел в научный оборот словонанотехнология, предложив называть так механизмы размером менее 1 микрона

19 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рёрер создали сканирующий туннельный микроскоп - прибор, позволяющий осуществлять воздействие на вещество на атомарном уровне Герд Бинниг: «Это было прекрасно и ужасно одновременно, поскольку это было признанием большого успеха, но одновременно означало завершение захватывающего открытия»

20 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Американские физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смолли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы диаметром в один нанометр, и открыли фуллерены Ричард Смолли: «Невозможно заставить полюбить друг друга юношу и девушку при простом сведении их вместе, точно так же невозможно провести направленную химическую реакцию двух молекул простым механическим перемещением... Химия, как и любовь, – гораздо утонченнее механики»

21 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Гердом Биннигом и Кристофом Гербером создан атомно-силовой микроскоп, позволяющий, в отличие от туннельного микроскопа, осуществлять взаимодействие с любыми материалами, а не только с проводящими Герд Бинниг: "Принцип атомного силового микроскопа напоминает обычный проигрыватель пластинок"

22 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрик Дрекслер опубликовал книгу «МАШИНЫ СОЗИДАНИЯ: Грядущая эра нанотехнологии», в которой предсказал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться Э.Дрекслер: «Хорошо это или плохо, но самое большое технологическое достижение в истории ожидает нас впереди»

23 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Дональд Эйглер и Эйхард Швейцер, сотрудники компании IBM, выложили название своей фирмы 35 атомами ксенона на поверхности кристалла никеля d а =0,218 нм (~1/ мм!)

24 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий В период годов США поставили своей целью стать мировым лидером практически во всех нанотехнологических исследованиях, для чего была разработана обширная программа Администрация США объявила Национальную нанотехнологическую инициативу (National Nanotechnology Initiative) и выделила 500 млн. USD

25 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Лауреатом Нобелевской премии стал основатель нанонауки в РФ академик Ж.И.Алферов (за работы в области полупроводниковых гетероструктур) Жорес Алферов: "Призывами в инженеры не заманишь"

26 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий Федеральным законом РФ 139-ФЗ от 19 июля 2007 года для «реализации государственной политики в сфере нанотехнологий, развития инновационной инфраструктуры в сфере нанотехнологий, реализации проектов создания перспективных нанотехнологий и наноиндустрии» учреждена Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО) Корпорация решает эту задачу, выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом. Финансовое участие корпорации на ранних стадиях проектов снижает риски ее партнеров – частных инвесторов На деятельность Корпорации Правительством Российской Федерации выделено 130 млрд. рублей, которые были внесены в уставный капитал РОСНАНО в ноябре 2007 года

27 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий. Основные вехи 1974 г. выдан патент на первое устройство молекулярной электроники 1981 г. изобретен сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) 1985 г. открыты фуллерены 1986 г. изобретен атомно-силовой микроскоп (АСМ) 1987 г. создан первый одноэлектронный транзистор (Лихарёв К.К. и Аверин Д.В.) 1991 г. открыты углеродные нанотрубки (Сумио Иияма) 1993 г. в США организована первая нанотехнологическая лаборатория

28 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Краткая история нанотехнологий. Основные вехи 1997 г. создано нанотехнологическое устройство на основе ДНК 2000 г. в США принята Национальная нанотехнологическая инициатива 2002 г. удалось получить единый механизм, соединив углеродную нанотрубку с ДНК (Сиз Деккер) 2005 г. обнаружено множественное рождение электронов в фотоэлементах из наноточек 2006 г. произведена нитка и соткан первый образец ткани из углеродных нанотрубок 2007 г. в РФ учреждена Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО) 2009 г. – начало строительства завода по производству солнечных модулей в ЧР (5% мирового рынка тонкопленочных солнечных модулей) 2009 г. - нанотехнологии определены в качестве приоритета 1 при создании на территории ЧР высокотехнологичных секторов, определяющих перспективы развития

29 (С) И.Ахметзянов, ЧРИО-АЭН ЧР Спасибо за внимание И. Ахметзянов