|
Аналитический обзор по итогам работы Четвертой всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология»
Авторы:
- Профессор А.А. Малыгин, Председатель оргкомитета конференции
С 28 сентября по 2 октября 2009 г. на базе ЛПУ «Санаторий Хилово» (Псковская обл.) состоялась Четвертая всероссийская конференция «Химия поверхности и нанотехнология». Ее организовал Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет).
Четвертая конференция «Химия поверхности и нанотехнология» посвящена 175-летию со дня рождения Д. И. Менделеева. Ее участники сделали упор на практической реализации нанотехнологий и применении наноматериалов в промышленности. А это практически все объекты твердофазного материаловедения: элементная база наноэлектроники, сорбционно-каталитические системы, материалы медицинского назначения, конструкционные материалы, композиционные материалы, полимеры и др.
На конференцию прислали тезисы 750 человек из России, Украины, Беларуси, Франции, Германии, Финляндии, Казахстана, Канады, Румынии, Польши, Молдовы, США, Азербайджана. Россию представляли 46 организаций, включая 20 технических и классических университетов и вузов, 15 академических институтов и 11 отраслевых организаций из Москвы, Санкт-Петербурга, Воронежа, Томска, Новосибирска, Красноярска, Благовещенска, Ижевска, Казани, Иваново, Нижнего Новгорода, Дубны, Саратова, Уфы и др. Производственников представляли ЗАО «Светлана-Рентген», ФГУП «НИИСК», ООО НПО «КвинтТех», РФЯЦ - ВНИИЭФ, ООО НПФ «ИНМА», Инновационный магнитный центр, ОАО «Пластполимер» ЗАО «Инновации Ленинградских институтов и предприятий», ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» и другие организации.
Участники много рассказывали о химических превращениях на поверхности твердофазных матриц при взаимодействии с реагентами неорганического и органического характера. В пленарных (А.А. Малыгин, Г. В. Лисичкин, И. П. Суздалев, С. Е. Александров) и устных докладах (В.М. Смирнов, И. И. Кулакова, В. П. Толстой, Ю. Л. Зуб и др.), в секционных сообщениях (А.М. Маркеев с соавторами, С. А.Козлова с соавторами, В. Л. Берковец с соавторами, Ю. А. Михлин с соавторами, А. А. Малков с соавторами, Н. Р. Галль с соавторами) изложены закономерности физико-химических взаимодействий между функциональными группами (ФГ) поверхности твердых тел неорганической и органической природы и подводимыми извне реагентами. Здесь важна взаимосвязь, с одной стороны, между химической природой ФГ, их топографией, концентрацией и, с другой стороны, составом и строением образующихся при взаимодействии с подводимыми реагентами поверхностных наноструктур (новых ФГ, кластеров, поверхностных соединений, пленок и т. п.). При изучении закономерностей получения и свойств низкоразмерных систем в результате химических реакций на поверхности получили дальнейшее развитие вопросы квантово-химического моделирования протекающих процессов, функциональных характеристик образующихся продуктов, представленные в докладах С. Д. Дубровенского, В. Э. Матулиса с соавторами. Интерес вызвал доклад о разработке термодинамических и кинетических аспектов рассматриваемых превращений наноструктур академика РАН А. И. Русанова, профессора И. П. Суздалева и др.
Также рассматривали современные физические и физико-химические методы исследования поверхности и наноструктур, аппаратурное оформление процессов синтеза. Для исследования и идентификации низкоразмерных объектов в работах использованы следующие методы: ЭСДО, ИК-Фурье спектроскопия, РФЭС, ВИМС, РЭМ, РФА, ЯГР, ЭПР, эллипсометрия, мессбауэровская спектроскопия, оптическая спектроскопия анизотропного отражения, спектроскопия комбинационного рассеяния, метод полевой эмиссионной микроскопии, термодесорбционная масс-спектрометрия, дифракция отраженных быстрых электронов, дифракция медленных электронов, позитронная пучковая аннигиляционная спектроскопия, АСМ, СТМ, индикаторный метод оценки кислотно-основных характеристик поверхности и др.
Профессор В. А. Быков, возглавляющий группу компаний «НТ-МДТ» рассказал о развитии нанотехнологического приборостроения. Он отметил, что разработчики большое внимание уделяют созданию нанотехнологических комплексов (НАНОФАБЫ), которые могут быть реализованы в кластерных, многомодульных вариантах, а также комплексов при уникальных установках (синхротроны, импульсные лазеры на свободных электронах), позволяющие наряду с высоким пространственным (? 10 нм) получать высокое временное разрешение (до 0,1 нсек).
Прикладной аспект был отражен во всех секциях конференции, но особенно — на секции «Функциональные свойства и области применения наноматериалов». Там рассказывали о синтезе биосовместимых поверхностей (А.П. Алехин) и наноалмазов (И.И. Кулакова) для биологии и медицины; создании новых сорбционно-каталитических материалов, в том числе, для мембранных процессов, сенсорных датчиков (доклады Г. Ф. Терещенко, А. А. Евстратова, М. И. Ивановской с соавторами, М. М. Ермиловой с соавторами и др.); получении полимерных, в том числе, композиционных наноматериалов с улучшенными функциональными свойствами (доклады Л. И. Кравец, А. Ю. Меньшиковой, С. А. Трифонова с соавторами и др.), нанопорошков металлов и сплавов (доклады И. П.Суздалева, В. Е. Прусакова, В. П. Коржова с соавторами и др.), а также нанопорошков для систем магнитной записи, пленок ЛБ с повышенными триботехническими характеристиками и т. д.
Г.В. Жуков в соавторстве с профессором К. Коллертом — представителем немецкой фирмы «Клекнер-Пентапласт» и ее российского филиала «Клекнер-Пентапласт-Россия», являющиеся одними из Европейских и мировых лидеров в производстве полимерной упаковочной пленки, доложил об использовании наноматериалов (ультрадисперсные порошки глины, нанотрубки) для получения промышленных полимерных пленок с повышенными барьерными и электрофизическими свойствами. Руководитель российской фирмы «КвинтТех» В. А. Тузовский в соавторстве с сотрудниками финской фирмы «Бенек» М. Путконен, Т. Каариайнен, М. Тантари, Д. Камерон, Ж. Хилтанен рассказал о производстве в Финляндии промышленных нанотехнологических установок для процесса атомно-слоевого осаждения (аналог метода молекулярного наслаивания) и направлениях его практической реализации в Финляндии.
Участники узнали о нанотехнологических модульных комплексах (ФАБы) для электроники (В.А. Быков); автоматизированных установках для молекулярной сборки из жидкой фазы (Д.А. Кравченко); применении плазмохимических технологий, в том числе, с использованием удаленной плазмы при получении сверхтонких пленок, полупроводниковых гетероструктур, нанокристаллов, наночастиц, нановолокон и нанотрубок (С.Е. Александров); реализации химической нанотехнологии на принципах метода молекулярного наслаивания для производства наноматериалов различного функционального назначения (А.А. Малыгин), ряд из которых уже используется в авиационном приборостроении (модифицированные сорбенты, ЗАО «Раменский приборостроительный завод»), в производстве рентгеновских трубок (керамические изоляторы, ЗАО «Светлана-Рентген»).
По ряду направлений, как показал анализ материалов конференции, Россия занимает одно из лидирующих мест. В частности, в постановке задач развития нанотермодинамики (сообщения академика РАН А. И. Русанова, профессора И. П. Суздалева и др.), химической сборки многокомпонентных низкоразмерных систем на поверхности различных матриц (доклады профессоров Г. В. Лисичкина, А. А. Малыгина, В. П. Толстого с соавторами), разработки и создания некоторых видов исследовательского оборудования и методик (В.А. Быков, В. А. Тузовский).
В то же время России отстает в решении технологических крупномасштабных работ в промышленности от других стран. Этой проблеме был посвящен круглый стол на тему «Широкое внедрение нанотехнологии и наноматериалов — миф или реальность?», в работе которого приняли участие более 50 ученых. В дискуссии выступили 23 ученых, обсуждались роль государственных структур в развитии нанотехнологий как при постановке задач и направлений дальнейших исследований, так и в вопросах финансирования перспективных проектов, необходимость участия бизнеса в инвестировании разработок. Большинство докладчиков отметили, что для широкого внедрения в Россия нанотехнологических разработок необходимо преодолеть такие проблемы: недостаточно проработанная нормативная и законодательная база, отсутствие серьезных инвестиций в новую отрасль со стороны бизнеса, неполные загруженность и функционирование промышленных как государственных, так и частных предприятий. Именно промышленность, в первую очередь, должна ставить задачи перед учеными в области нанотехнологий и наноматериалов.
Впервые на конференции был проведен конкурс научных работ молодых ученых в области нанотехнологии и наноматериалов. В финал вышли 13 человек. Комиссия выбрала трех победителей: аспирант М. Ю. Назаркин, МИРЭА, м. н.с. К. Л. Васильева, СПбГТИ(ТУ)), ст. н.с. В. Э. Матулис, НИИ физико-химических проблем БГУ. Награды также получили студент В. А. Пермякова из Института физической химии и электрохимии РАН, аспирант Ю. М. Коштял из СПбГТИ(ТУ)), ассистент А. В. Волкова из СПбГУ.
На секции «Образование в области химии поверхности и нанотехнологии» заслушали 8 докладов. А. А. Малыгин и В. М. Смирнов рассказали о взаимосвязи высшего образования и промышленности, провели анализ потребностей промышленности и перспектив реализации подготовки кадров в области химии поверхности и нанотехнологий, обсуждены особенности подготовки специалистов-химиков в области наноматериаловедения. Представители Ивановского ГХТУ (В.И. Светцов, В. В. Рыбкин), СПбГУ (Ю.М. Артемьев с соавторами), ТГУ (О.В. Бабкина), РХТУ им. Д. М. Менделеева (Ю.И. Капустин с соавторами), СЗГЗТУ (К.Г. Карапетян с соавторами) в своих сообщениях изложили результаты по организации учебных программ и методических основ обучения при подготовке дипломированных специалистов нового поколения для наноиндустрии, отметили важность междисциплинарного подхода в организации учебного процесса. Е. А. Соснов из СПбГТИ(ТУ) доложил об успешной работе учебно-научного ЦКП «Химическая сборка наноматериалов» в подготовке специалистов в области нанотехнологий и наноматериалов.
|
