Глава 1. Немного истории.

Первые предположения о возможности исследования объектов на атомном уровне можно встретить в книге «Opticks» Исаака Ньютона, вышедшей в 1704 году. В книге Ньютон выражает надежду, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул».

Ричард Фейнман предсказал появление нанотехнологий ещё в 1959 году, выступая с лекцией «Там, внизу, полно места!» в Калифорнийском технологическом институте.

Рис. 1. На фото слева Р. Фейнман рассматривает с помощью микроскопа сделанный микромотор, размером 380 мкм, показанный на рисунке справа. Вверху на рисунке справа показана головка булавки.

Впервые термин «нанотехнология» употребил японский физик Норио Танигути в 1974 году. Он назвал этим термином производство изделий размером несколько нанометров.

Нанотехнологии – это 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 приводит к возможности новых применений. 1 нм м.

Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства, например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей. Такие батареи, хоть и обладают сравнительно низкой квантовой эффективностью, зато более дёшевы и могут быть механически гибкими. Удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами наноразмеров — белками, нуклеиновыми кислотами и др. Тщательно очищенные наночастицы могут самовыстраиваться в определённые структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы и также зачастую проявляет необычные свойства.

Глава 2. Научный и экономический потенциал для развития нанотехнологий

Согласно государственным программам развития науки в Республике Казахстан на 2007-2012 гг., по форсированному индустриально-инновационному развитию Республики Казахстан на 2010-2014 гг. № 958 от 19 марта 2010 г. нанотехнологии являются одним из приоритетных направлений. Координаторы этих исследований – Министерство образования и науки РК и Национальная академия наук Республики Казахстан.

Исследования и разработки в области нанотехнологий выполняются в рамкахспециализированной государственной программы «Развитие нанонауки и нанотехнологий в Республике Казахстан на 2010-2012 гг.», разработанной Министерством образования и науки Республики Казахстан.

В настоящее время Казахстан располагает достаточным научным и экономическим потенциалом для развития отечественной наноиндустрии. Заметно хуже обстоят дела с коммерциализацией результатов исследований.

Основной сферой применения нанотехнологий, предполагающей значительную отдачу в краткосрочной перспективе, является создание наноструктурированных катализаторов и фармацевтических препаратов, компонентов наноэлектроники и многофункциональных материалов. Фактически будет улучшаться качество производимой в настоящее время продукции, включая в нее нанокомпоненты.

Перспективы развития нанотехнологий в республике связаны не только с развивающейся нанонаукой в рассмотренных направлениях, но и возможными и необходимыми организацией и развитием производства нанопродуктов. При этом Казахстану нужно найти свою нишу в мировом нанопроизводстве.

В структуре приоритетных направлений инвестиционной деятельности Фонда науки, определенных Высшей научно-технической комиссией при Правительстве Республики Казахстан, поступившие проекты распределены следующим образом:

- нанотехнологии и новые материалы: 9 проектов на сумму 263,0 млн.тенге;

- биотехнологии: 33 проекта на сумму 2240,4 млн. тенге;

- технологии для углеводородного и горно-металлургического секторов и связанных с ними сервисных отраслей: 75 проектов на сумму 7 926,8 млн. тенге;

- ядерные технологии и технологии возобновляемой энергетики: 16 проектов на сумму 830,8 млн. тенге;

- информационные и космические технологии: 21 проект на сумму 2116,9 млн. тенге;

- прочие: 43 проекта на сумму 5000,4 млн.тенге.

 

Рис. 2. Удельный вес в структуре заявок на финансирование проектов в приоритетных направлениях инвестиционной деятельности Фонда науки

Исследовательская инфраструктура

В Казахстане в соответствии с Государственной программой развития науки Республики Казахстан на 2007-2012 гг. на конкурсной основе сегодня при крупных вузах действуют 5 национальных и 15 лабораторий инженерного профиля. Одна из задач — интеграция информационных потоков достижений всех инжиринговых лабораторий на одной площадке. Конечные цели — участие в процессе формирования казахстанского нанорынка и гармонизация ее с внешним рынком.

Национальные научные лаборатории коллективного пользования:

1. Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы (нанотехнологии и новые материалы);

Лаборатории инженерного профиля при вузах

1. Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева, г.Алматы (новые технологии для углеводородного и горно-металлургического секторов и связанных с ними сервисных отраслей)

2. Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, г. Усть-Каменогорск (нанотехнологии и новые материалы) — Региональная университетская лаборатория инженерного профиля «IРГЕТАС» ВКГТУ им. Д. Серикбаева

3. Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова, г. Шымкент (нанотехнологии и новые материалы, биотехнологии)

4. Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы (нанотехнологии и новые материалы)

5. Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, г. Тараз (нанотехнологии и новые материалы)

6. Казахский национальный аграрный университет, г.Алматы (нано-биотехнологии и экология), лаборатория инженерного профиля «Электронная микроскопия»

7. Казахский научно-исследовательский институт энергетики, лаборатория плазменных и нанотехнологий