НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ
ИНФРАСТРУКТУРА, СТРАТЕГИЯ И ПРИОРИТЕТЫ
В соответствии с поговоркой «для того чтобы сделать жаркое из кролика, его надо сперва поймать», развитие нанонауки следует начинать с разработки методов и аппаратуры для получения и изучения наноструктур, наличие которых — необходимое условие проведения исследований. Как правило, уровень научных работ определяется уровнем используемой в лабораториях аппаратуры. Некоторые приборы, особенно электронные микроскопы, стоят очень дорого, а другие (например, современные СТМ) имеет смысл предоставлять лишь высококвалифицированным исследователям. В основном, тип и цена экспериментальной аппаратуры определяются используемой методикой. В некоторых случаях, при использовании достаточно дорогого оборудования (например, электроннопучковых устройств высокого разрешения, особо чистых лабораторных боксов, аппаратуры для изготовления масок), начальный этап исследований может потребовать значительных капиталовложений.
В нанонауке нет жесткой системы организации исследований, в ней есть место для индивидуальных работ, обширных проектов и междисциплинарных исследований с разнообразной тематикой и организационной структурой. На данном этапе ее развития важно расширять фронт исследований и создавать новые направления.
Нанонаука выделилась в качестве отдельной дисциплины лишь в последние 5—10 лет и поэтому не имеет собственной образовательной базы и отделений на университетских кафедрах. Исследователи в области нанонауки по образованию являются химиками, физиками, биологами, инженерами по электронике и т. д., вследствие чего они по складу мышления и предпочтениям остаются связанными со своими исходными специальностями. Поэтому требуется создание специализированных образовательных программ по нано - науке и нанотехнологии. Такие программы должны не только обеспечивать обучение специалистов по нанотехнологии (специалисты могут заниматься как разработкой приборов, так и изучением биологических структур) и способствовать междисциплинарному обмену информацией, но и привлекать к работе в области нанонауки молодых талантливых ученых.
Поскольку в нанонауке существует много подходов к проведению исследовательских работ, следует использовать разнообразные источники финансовой поддержки, а не возлагать ее на одно правительственное ведомство. Например Национальный научный фонд (ННФ) и Управление перспективных исследований и разработок Министерства обороны США (DARPA) выполняют в развитии нанотехнологии существенно различающиеся функции; поэтому объединение этих функций в одной организации привело бы к резкому снижению темпов исследований. Общенациональная значимость проблемы в целом обусловливает необходимость организации разветвленной системы правительственной поддержки, причем правительство лишь координирует спонсорскую деятельность различных ведомств. Наиболее подходящим правительственным агентством для общей координации исследований является ННФ.
Для поддержания внимания к проблемам нанонауки и информирования общественности Национальный научный фонд должен представлять ежегодный отчет о состоянии программы исследований Управлению по бюджету и другим заинтересованным организациям (комитеты Сената и Конгресса, промышленные объединения и т. д.). Хорошо организованная отчетность и межведомственное обсуждение текущих проблем должны обеспечить высокую эффективность взаимодействия и обмена материалами и информацией между группами, финансируемыми из различных источников.
Поскольку нанонаука находится на начальной стадии развития, государственное финансирование следует направлять на поддержку некоммерческих работ общенаучного характера, предназначенных для разработки эффективных методов создания, изучения, применения и промышленного производства наносистем. В нанонауке (как и в науке вообще) очень сложными являются проблемы передачи и внедрения технологий. В некоторых отраслях (особенно биотехнологии и информатике) внедрением новых технологий успешно занимаются коммерческие организации. Защита прав на интеллектуальную собственность и финансовая политика должны сделать нанонауку привлекательной для инвесторов, что приведет к ускоренному внедрению коммерческих технологий.
В настоящее время интерес к нанотехнологиям резко возрастает, так как они обещают в будущем огромную практическую пользу и соответственные прибыли, но не менее важно и то, что нанонаука способна изменить стиль научного мышления и дать мощный импульс развитию фундаментальной науки. Развитие нанотехнологий, возможно, позволит найти новые подходы к решению многих научных проблем в физике и химии конденсированных состояний, биологии, материаловедении и технике.
Приоритеты развития могут быть сформулированы следующим образом.
1. Создание широкой программы НИОКР в нанонауке, объединяющей работы, проводимые университетами, промышленными исследовательскими группами и государственными лабораториями. Необходимо создавать сообщество ученых, связанных с нанонаукой и нанотехнологией, и обеспечить этому сообществу стабильную поддержку, достаточную для организации исследовательских групп с «критической массой».
2. Развитие механизмов, обеспечивающих взаимодействие между различными научными дисциплинами, связанными с нанонаукой (включая физику и биологию).
3. Проведение политики, способствующей вовлечению крупных фирм в федеральные программы финансирования исследований. Без участия крупных фирм все программы внедрения нанотехнологий застрянут на этапе планирования экспериментов и поиска приложений.
4. Выработка стратегии ННФ для неформальной координации НИОКР с участием всех государственных организаций, вовлеченных в программу.
5. Регулярный выпуск отчетов с подробным изложением достижений, возможностей и текущих проблем нанонауки для ознакомления с проблемами нанонауки правительственных организаций.
6. Использование бюджетного финансирования для быстрейшего доведения перспективных нанотехнологий до уровня выпуска промышленных образцов изделий. Для этого следует осуществлять программы наподобие реализуемых в оборонной промышленности.
7. Информирование общественности о всех возможных последствиях, связанных с развитием нанотехнологий.
