В политике инновационного развития большинства развитых стран нанотехнология занимает ключевые позиции. Так, с 1999 года в Японии действует «Национальная программа работ по нанотехнологии», имеющая высший государственный приоритет «Огато». В 2000 году США подготовили государственную программу National Nanotechnology Initiative (NNI – Национальная Нанотехнологическая Инициатива), представляющая комплексную программу по координации федеральных нанотехнологических исследований и разработок. В 2001 году в Южной Корее была разработана десятилетняя «Национальная программа развития нанотехнологий». В Шестой рамочной программе Евросоюза (FP6, 2002 - 2006 гг.) нанотехнологии уже были выделены в отдельное тематическое направление «Nanotechnologies and Nanosciences, Knowledgebased Multifunctional Materials, and New Production Processes and Devices» (FP6-NMP). Ведущая роль в развитии нанотехнологий, среди стран ЕС, принадлежит Германии, Франции и Великобритании. В 2004 году была принята Европейская стратегия развития нанотехнологий («Towards a European Strategy for Nanotechnology»), предполагавшая увеличение инвестиций в развитие нанотехнологий, создание развитой инфраструктуры, системы подготовки кадров для наноиндустрии, формирование системы льгот для инновационных предприятий, разработку и реализацию мер обеспечения безопасности потребителей нанопродукции. В России для реализации государственной политики в сфере нанотехнологий и создания условий для развития инновационной экономики в 2007 году создана Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), основной задачей которой является коммерциализация научных разработок наноиндустрии, а также координация инновационной деятельности в этой сфере.
Несмотря на активную деятельность в области нанотехнологий, общепринятый понятийный аппарат в этой сфере до сих пор не сложился [1-3]. Проблема заключается в том, что развитие нанотехнологии с одной стороны, приводит к появлению таких понятий как нанонаука, нанодиагностика, наносистемотехника, наноинженерия и т. д., с другой, к ещё большей терминологической путанице. Это связано с неоднозначностью понимания нанотехнологии как понятия, описывающего ту сферу деятельности, относительно которой в обществе достигнут консенсус. В таблице 1 приведены наиболее часто употребляемые определения понятия «нанотехнология».
Определения нанотехнологии, даваемые разными авторами
|
Автор
|
Определение
|
|
Н. Танигучи
|
Нанотехнология, главным образом, состоит из обработки разделения, консолидации, и деформации материалов одним атомом или одной молекулой [4].
|
|
Э. Дрекслер
|
Нанотехнология – технология, основанная на манипуляции отдельными атомами и молекулами для построения структуры к сложным, атомным спецификациям [5].
|
|
Г. Г. Еленин
|
Нанотехнологией называется междисциплинарная область науки, в которой изучаются закономерности физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров с целью управления отдельными атомами, молекулами, молекулярными системами при создании новых молекул, наноструктур, наноустройств и материалов со специальными физическими, химическими и биологическими свойствами [6].
|
М. К. Роко,
Р. С. Уильямс,
П. Аливисатос
|
Под нанотехнологией понимают создание и использование материалов, устройств и систем, структура которых регулируется в нанометровом масштабе, т. е. в диапазоне размеров атомов, молекул и надмолекулярных образований [7].
|
М. Ратнер,
Д. Ратнер
|
Нанотехнология – это применение структур, по меньшей мере, один размер которых равен от 1 до 100 нанометров в полезных наноскопических устройствах [8].
|
VII Рамочная программа
ЕС (2007 - 2013)
|
Получение новых знаний о феноменах, свойства которых зависят от интерфейса и размера; управление свойствами материалов на наноуровне для получения новых возможностей их практического применения; интеграция технологий на наноуровне; способность к самосборке; наномоторы; машины и системы; методы и инструменты для описания и манипулирования на наноуровне; химические технологии нанометровой точности для производства базовых материалов и компонентов; эффект в отношении безопасности человека, здравоохранения и охраны окружающей среды; метрология, мониторинг и считывание, номенклатура и стандарты; исследование новых концепций и подходов для практического применения в различных отраслях, включая интеграцию и конвергенцию с новыми технологиями [2].
|
США:
Национальная нанотехнологическая
инициатива (2001)
|
Нанотехнология – это понимание и управление материей на уровне примерно от 1 до 100 нанометров, когда уникальные явления создают возможности для необычного применения. Нанотехнология охватывает естественные, технические науки и технологию нанометровой шкалы, включая получение изображений, измерение, моделирование и манипулирование материей на этом уровне [2].
|
Япония:
Второй общий
план по науке и
технологиям
(2001 - 2005)
|
Нанотехнология – междисциплинарная область науки и техники, включающая информационные технологии, науки об окружающей среде, о жизни, материалах и др. Она служит для управления и использования атомов и молекул размером порядка нанометра (1/1.000.000.000), что даёт возможность обнаруживать новые функции благодаря уникальным свойствам материалов, проявляющимся на наноуровне. В результате появляется возможность создания технологических инноваций в различных областях [2].
|
Программа развития
наноиндустрии в
Российской Федерации
до 2015 года
|
Нанотехнологии – технологии, направленные на создание и эффективное практическое использование нанообъектов и наносистем с заданными свойствами и характеристиками [9].
|
Для согласования смысло-содержательного аспекта понятия нанотехнология применим стандарт упаковки информации ДИС2 [10], а связи между понятиями установим с помощью программного продукта «Когнитивный ассистент» (http://thoughtring.com/), разработанного на базе ТДИС (Теории динамических информационных систем) [11-13]. Осуществим это путём выявления из основных определений нанотехнологии трёх категорий, через которые дешифруется данное понятие, и введём соответствующие обозначения [12] (рис. 1).
Рис. 1. Категориальная схема феномена нанотехнология
0 – Познание на наноуровне – междисциплинарное научное познание свойств материи на наноуровне с позиций понимания нанозаконов.
1 – Создание нанообъектов – это конструирование и модификация с помощью специальных средств и специальными методами систем и технологий, интегрированных в мезоуровень, но использующих нанообъекты, размер которых менее 100 нанометров.
2 – Применение на мезоуровне – инновационные возможности применения нанообъектов в технологиях на мезоуровне.
Каждую из этих категорий также дешифруем через последующую триаду категорий.
Познание на наноуровне можно представить через триаду:
00 – понимание нанозаконов, которое выражается через новую парадигму взглядов на мир с учётом знаний наномира;
01 – междисциплинарные исследования охватывают все междисциплинарные методы исследования наномира;
02 – свойства материи на наноуровне проявляются как характерные эффекты и феномены, уникальные свойства на наноуровне.
Создание нанообъектов можно представить через триаду:
10 – средства нанотехнологий – это средства проникновения и манипулирования на наноуровне: сканирующие зондовые микроскопы (электронные микроскопы), средства, с помощью которых проводятся исследования нанообъектов, а также манипуляция объектами на наноуровне (нанороботы) и др.;
11 – методы нанотехнологий – это система методов для работы с нанообъектами и для контроля безопасности нанообъектов: метрологические методы и стандарты, диагностика;
12 – интеграция в мезоуровень – конвертация действий на наноуровне в получение систем и материалов с заранее заданными параметрами.
Применение на мезоуровне дешифруется через триаду:
20 – нанопродукты – это инновационные продукты, полученные с помощью нанотехнологий;
21 – потребности в нанометодах – это необходимость создания систем и материалов с новыми заданными свойствами;
22 – новые возможности наноматериалов – новые свойства и качества, которыми обладают нанопродукты дающие новые возможности их использования: наномоторы, нанороботы, наноматериалы и т.д.
Таким образом, нанотехнологию мы определили не традиционным способом, а через двухуровневую систему понятий. Первый уровень представляет собой триаду ключевых дешифровок, взятых из определений табл. 1, а второй уровень – дешифровки этих ключевых дешифровок. Для более тщательной проработки и, соответственно, осмысления данной структуры в ТДИС используются базовые мутации [11, 12], которые представляют собой другие комбинации дешифровок второго уровня. Проанализируем две наиболее интересные из всего множества мутаций, полученные с помощью «Когнитивного ассистента».
В результате мутаций, при перестановке вершин второго уровня (рис.1, 2) дешифровки первого уровня изменятся и будут связаны с вершинами из следующих групп номеров.
Одна из интересующих нас мутаций изображена на рис. 2.
Рис. 2. Схема результата первой мутации (конвергенция высоких технологий на наноуровне)
Первое из возникающих новых понятий, которому соответствует дешифровка {00, 10, 20} можно обозначить как 0’ – наноиженерия – научно-практическая деятельность человека по конструированию, изготовлению и применению наноразмерных (наноструктурированных) объектов или структур [13].
Второе понятие {01, 11, 21} – 1’ – риски нанотехнологий – это возможность возникновения неблагоприятной ситуации или неудачного исхода вследствие использования нанотехнологий.
Третье понятие {02, 12, 22} – 2’ – интерфейс нано- и мезоуровней – как способ взаимодействия природных биологических и искусственных объектов на наноуровне.
Центральным понятием в результате первой мутации является такой аспект нанотехнологии, как конвергенция высоких технологий на наноуровне – создание гибридных материалов, биоробототехнических систем на основе взаимодействия биологических, информационных, когнитивных и нанотехнологий.
Другая из интересующих нас мутаций изображена на рис. 3.
Рис. 3. Схема результата второй мутации (наноиндустрия)
Здесь первое из возникающих новых понятий, которому соответствует дешифровка {00, 11, 22}, можно обозначить как 0’’ – нанонаука – система знаний, основанная на описании, объяснении и предсказании закономерностей свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или систем более высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов [1]. Второе понятие {01, 20, 12} – 1’’ – наносистемотехника – совокупность методов моделирования, проектирования и конструирования изделий различного функционального назначения, микро- и наносистем с широким использованием квантово-размерных, кооперативно-синергетических, гигантских эффектов и других явлений и процессов, проявляющихся в условиях материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами элементов [1]. Третье понятие {21, 02, 10} – потребности в наноматериалах – это необходимость улучшения свойств и качеств материалов, которые можно заранее задать на основе нанотехнологий.
Триада {нанонаука, наносистемотехника, потребности в наноматериалах} приводит к образованию понятия наноиндустрия, как интегрированного комплекса производственных, научных, образовательных и финансовых организаций различных форм собственности, осуществляющих целенаправленную деятельность по созданию интеллектуальной и промышленной конкурентоспособной нанопродукции [14].
Таким образом, с помощью программного продукта «Когнитивный ассистент» на основе Теории динамических информационных систем появляется возможность анализа и структурирования понятийного поля концепта «нанотехнология» с привлечением как уже существующих категорий, так и введения новых. Стандарт упаковки информации ДИС2 позволяет описывать разные аспекты предметной области нанотехнологии в зависимости от направлений и задач, которые ставит исследователь. Определения, приведённые в табл. 1, отражают те или иные частные стороны предмета. На данном этапе исследования видно, что под нанотехнологией понимают разные аспекты достаточно сложно структурированной деятельности.
___________________________
1. История инженерной деятельности и философия инженерной реальности: Научное издание. Монография / Под ред. д. филос. наук, профессора В. П. Котенко. – СПб.: Изд-во «Технолит», 2010 г. – 468 с.
2. Алфимов М. В. Нанотехнологии: определения и классификация / М. В. Алфимов, Г. М. Гохберг, К. С. Фурсов // Российские нанотехнологии. – 2010. – Том 5. – № 7-8. – С. 8-15.
3. Материалы Второй ежегодной научно-практической конференции Нанотехнологического общества России «Перспективы развития в России НБИК-технологий как основного научного направления прорыва к шестому технологическому укладу» [Электронный ресурс]. – URL : http://ntsr.info/nor/bulletin/seminars/index.php?ID=3166 (дата обращения 14.01.11).
4. Norio Taniguchi Wikipedia [Электронный ресурс]. – URL : http://en.wikipedia.org/wiki/Norio_Taniguchi (дата обращения 08.10.11).
5. Дрекслер Э. машины создания [Электронный ресурс]. – URL : http://e-drexler.com/d/06/00/EOC_Russian/eoc.html (дата обращения 08.10.11).
6. Еленин Г. Г. Нанотехнологии, наноматериалы, наноустройства [Электронный ресурс]. – URL : http://spkurdyumov.narod.ru/ELENIN.htm (дата обращения 15.10.11).
7. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований / Под ред. М. К. Роко, Р. С. Уильямса, И. П. Аливисатоса. М. : Мир, 2002. – 292 с.
8. Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. Пер. с англ. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2004. – 240 с.
9. Программа развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года [Электронный ресурс]. – URL: – http://www.rusnano.com/Document.aspx/Download/15335 (дата обращения 29.07.11).
10. Рыженко Л. И. Стандарт ДИС2 упаковки информации как инструмент моделирования социальной реальности // Методология науки: материалы Всероссийской научной школы (Омск, 6-8 сентября 2011 г.) / отв. ред. В. И. Разумов. – Омск: Изд-во Ом. гос. ун-та, 2011. – С. 60-64.
11. Разумов В. И. Информационные основы синтеза систем: в 3 ч. Ч.I. Информационные основы системы знаний / В. И. Разумов, В. П. Сизиков. Омск: ОмГУ, 2007. – 266 с.
12. Разумов В. И. Информационные основы синтеза систем: в 3 ч. Ч.II. Информационные основы синтеза / В. И. Разумов, В. П. Сизиков. Омск: ОмГУ, 2008. – 340 с.
13. Наноинженерия Википедия [Электронный ресурс]. – URL: – http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E0%ED%EE%E8%ED%E6%E5%ED%E5%F0%E8%FF (дата обращения 29.08.11).
14. Концепция деятельности Фонда инфраструктурных и образовательных программ в области стимулирования спроса на продукцию наноиндустрии [Электронный ресурс]. – URL: – http://www.rusnano.com/Document.aspx/Download/32112 (дата обращения 29.07.11).
© Н.А. Семенюк, 2012
Материалы сайта могут содержать информацию, не подлежащую просмотру
начало статьи