Тонкая материя

Куда выведет страну нанодорога? Цена ошибки – откат в группу государств «второго эшелона» 

Виталий ГОЛОВАЧЕВ, обозреватель «ЭБ»

Невероятные, фантастические горизонты открывает перед человечеством новое направление – нанотехнологии. Они позволяют управлять процессами на уровне атомов и молекул, конструировать из них нужные фрагменты. Приставка «нано» (от греческого nanos) означает «карлик». Если миллиметр – тысячная доля метра, то нанометр – миллионная доля уже самого миллиметра. Парадоксально, но факт: с помощью таких ничтожно малых частиц уже в ХХI веке человеку удастся решать великие задачи. Весь вопрос только в том, как нанотехнологии взять на вооружение.

Чудеса станут возможными, например, в медицине. Невидимые нанороботы, введенные в кровеносную систему человека, смогут, передвигаясь по сосудам, исследовать организм изнутри и проводить точную диагностику. Другие микроскопические помощники врачей доставят лекарства непосредственно к больным органам, не травмируя здоровые. Станет обыденностью полное уничтожение злокачественных опухолей. Но даже это частность. Ученые смогут участвовать в великом таинстве жизни, ибо будет решена величайшая медико-биологическая задача, стоящая перед человечеством. Речь о ремонте и обновлении живых клеток. По специальной программе нанороботы, находясь внутри организма, начнут конструировать из атомов и молекул новенькие фрагменты и заменять в клетках поврежденные. Значит, возможно радикальное замедление старения. Исследователи прогнозируют: ремонт клеток позволит человеку прожить в добром здравии до 100–120 лет. 
Молекулярными машинами называют специалисты невидимых нанопомощников. Работы в этой сфере ведутся во многих лабораториях мира. Японские ученые уже создали сложную молекулу размером всего в 3 миллионные доли миллиметра (3 нанометра). Она способна не только доставлять лекарства, но и манипулировать генами. Невидимка движется по кровеносным сосудам и выполняет команды, передаваемые учеными в виде света разной длины...

На лифте в космос и другие чудеса

Кардинально изменится через несколько десятилетий не только медицина, но и военная сфера. «Когда будут сконструированы полноценные наномашины, ядерное оружие утратит свое нынешнее значение и отойдет в ту архаичную область, к которой сегодня относят лук и стрелы», – прогнозирует ученый из Южно-Российского государственного технического университета Вадим Кухарев. Несколько преувеличивает? Возможно. Но Америка тратит ежегодно на подобные исследования сотни миллионов долларов. Еще в 1995-м американский адмирал Дэвид Джеримайя, тогдашний заместитель председателя Объединенного комитета начальников штабов США, заявил: «Нанотехнологии несут даже больший, нежели ядерное оружие, потенциал для радикальных перемен в балансе сил». 

А возьмите сенсационный проект космического лифта. С его помощью можно будет подниматься с Земли в далекий космос в обычной кабине, движущейся вверх по тросу. Конструкторы давно работают над такой транспортно-космической системой. Главная трудность до недавнего времени была в том, что любой трос – хоть из стали, хоть из кевлара, – спущенный с околоземной орбиты на Землю, обязательно разорвется под действием собственной тяжести. Только с появлением нанотехнологий проект обретает наконец реальные шансы на претворение. Тончайшая нить, которую еще не знал мир, будет изготовлена из углеродных нанотрубок. Этот трос окажется и удивительно легким, и сверхпрочным. 

Ну а что касается авиапромышленности, строительства, ряда других отраслей, то здесь уже входят в практику реальные конструкции, при производстве которых в той или иной мере использовались нанотехнологии. На мировом рынке таких изделий было продано в прошлом году на сотни миллиардов долларов. В 2015-м этот показатель, прогнозируют эксперты, достигнет уже 3–4 трлн. 

Мир на пороге великой технологической революции. Те государства, которые в ближайшие три–пять лет не сумеют подключиться к разворачивающейся гонке, окажутся на обочине мирового прогресса. Исследования и разработки в сфере нанотехнологий ведутся с середины прошлого века. Однако серьезное наступление развернулось здесь сравнительно недавно – всего лет 10–15 назад. Амбициозные программы приняты в США, Японии, большинстве государств Евросоюза, в Бразилии, Индии, Китае… А что же Россия? Успевает ли на поезд? Есть два полярных ответа. С одной стороны, судя по официальным сообщениям, дела у нас складываются неплохо. Есть концепции, планы, программы, причем не только федеральные, но и региональные, отраслевые, ведомственные. А в апреле 2007-го глава государства подписал президентскую инициативу «Стратегия развития наноиндустрии», тем самым придав новому направлению статус высшего государственного приоритета. 

Однако многие авторитетные независимые эксперты, с которыми я беседовал, не разделяют оптимизма. Предупреждают: выбран путь непродуманный, чреватый серьезными ошибками, которые могут иметь тяжелейшие последствия. Кто прав? Попробуем оценить аргументы каждой стороны, посмотрим на ситуацию с позиций и оптимистов, и пессимистов.

«...Что позволит России восстановить паритет с ведущими государствами» 

В официальных документах подчеркивается: только два государства – США и Россия – ведут исследования и разработки по всем направлениям нанотехнологий. Причем на высоком научно-техническом уровне. Это, а также имеющиеся заделы, по мнению правительственных экспертов, дает основание утверждать: в настоящее время стартовые позиции у нас и у других экономически развитых стран примерно одинаковы. «В подобных работах в России участвуют более 150 научных организаций (цифры за 2007 год. – В. Г.) с численностью около 20 тыс. исследователей», – говорится в Концепции формирования национальной нанотехнологической сети. В этом документе определен план наступления по всему фронту. Вот главные его пункты. 

Научную координацию поручено осуществлять Национальному исследовательскому центру, созданному на базе Института атомной энергии имени И.В. Курчатова. Непосредственно в отраслях экономики развитию новой сферы должны способствовать головные организации: научные, проектные и промышленные центры, лаборатории, преуспевшие в разработке и освоении нанотехнологий.
Что касается подготовки кадров, то этим займутся (и уже занимаются) специальные образовательные центры, к организации которых привлечены ведущие вузы страны.

Самая, пожалуй, трудная и ответственная миссия возложена на созданную в 2007-м мощную государственную Российскую корпорацию нанотехнологий. Генеральным директором утвержден Анатолий Чубайс. Задачи, которые ей предстоит решать, труднейшие. Вот как об этом говорит сам Анатолий Борисович: «Роснано» – масштабный государственный проект, конечной целью которого является перевод страны на инновационный путь развития и вхождение России в число лидеров мирового рынка нанотехнологий». 

Государство щедрой рукой выделило Российской корпорации нанотехнологий огромные деньги – 130 млрд. рублей до 2015 года. С учетом же других источников финансирования, как сообщил г-н Чубайс на 1-м Международном форуме, объем инвестиций только по линии «Роснано» за восемь лет достигнет 240 млрд. рублей. Госкорпорация должна софинансировать, привлекая и частный бизнес, интересные для рынка проекты. Конечная цель – не просто внедрение разработок, связанных с нанотехнологиями, а промышленный выпуск конкурентоспособных изделий. К 2015 году объем продаж российской нанопродукции должен увеличиться с нынешних 8 до 900 млрд. рублей. И тогда наша доля в соответствующем сегменте мирового рынка составит, по оценкам, около 1% (в 2008-м – 0,04%). В абсолютных же цифрах рост превысит 100 раз!

Уже сегодня в России, как считают министерские чиновники, «достигнуты значимые результаты, освоено промышленное производство продукции наноиндустрии» (цитата взята из материалов, подготовленных к заседанию кабинета министров). Например, разработано соответствующее научно-исследовательское и технологическое оборудование, которое продается в 40 странах мира. В России немало НИИ, КБ, лабораторий, вузов, выполняющих исследования на мировом уровне. Отвечая на вызовы времени, учебные заведения стали уделять первостепенное внимание открытию новых образовательных специальностей. «Наноиндустрия, – говорится в пресс-релизе, опубликованном на сайте правительства, – должна стать мощным инструментом интеграции технологического комплекса России в международный рынок высоких технологий, надежного обеспечения конкурентоспособности отечественной наукоемкой продукции, позволит России восстановить и поддерживать паритет с ведущими государствами в ряде ключевых областей науки и техники». 

Хотелось бы верить, что так и будет. И все же насколько обоснованы эти надежды? Ознакомимся с альтернативным мнением.

Выбрать направления главного удара

Радужная картина превращения России в наноиндустриальную державу стремительно тускнеет, когда к анализу приступают независимые эксперты. «Все эти грандиозные научно-технические планы по восстановлению паритета могут остаться на бумаге, если не удастся избежать системных ошибок, которые подстерегают Россию», – говорит известный ученый, доктор физико-математических наук, профессор Георгий МАЛИНЕЦКИЙ, заместитель директора знаменитого Института прикладной математики имени М.В. Келдыша Российской академии наук. Институт создавался в свое время для решения именно стратегических проблем, стоявших перед страной. Здесь совершенствовали ядерное оружие, разработали математическое обеспечение космических полетов, без которого внеземной рейс Юрия Гагарина был бы невозможен… 

Профессор Малинецкий – один из основателей Нанотехнологического общества России, автор множества научных исследований, опубликованных в том числе и за рубежом. Один из крупных специалистов по теории управления рисками, а также по компьютерному анализу и прогнозу поведения сложных систем. В научном сообществе Георгий Геннадьевич известен своей принципиальностью и бесстрашием. Абсолютно не поддается давлению, всегда жестко отстаивает интересы дела. Спокойно сообщает неприятную и обидную правду и большому начальству, и оторвавшимся от реалий именитым академикам. Два года назад, проанализировав программы развития нанотехнологий в России, он подготовил интересный доклад, с которым собирался выступить на специальном заседании фракции «Единая Россия» в Государственной Думе. Получил приглашение – телеграмму на правительственном бланке. Однако все кончилось большим конфузом: ученому не только не предоставили слова, но даже не пустили его в здание Думы.

Дело в том, что Малинецкий представил свой доклад заранее, накануне заседания. Организаторы слушаний, обнаружив в тексте вместо привычного «одобрямс» критический анализ, по-видимому, нашли выход в том, чтобы запереть двери перед профессором. 

– За нанотехнологиями, разумеется, будущее. Вопрос лишь в том, как станем догонять развитые страны, – раскладывая на столе графики и слайды, продолжает мой собеседник. – Не могу понять, зачем уважаемые люди пытаются обманывать, приукрашивать реальное положение дел. Нам, например, говорят: только две страны в мире – США и Россия – занимаются исследованиями по всем направлениям нанотехнологий. Но это же не так. Соединенные Штаты в 2006-м вели работы по 460 темам и направлениям, а наша страна только по 60. Даже с учетом расширения фронта работ в России в последние годы разрыв все равно многократный. 

Впрочем, дело не в потугах представить ситуацию лучше, чем она есть. Наши стратеги уверены: вести работы по всем направлениям нанотехнологий – это залог будущих побед. На самом деле все наоборот. Такая «всеядность» ставит под угрозу амбициозные планы «восстановить паритет». Перед началом широкого наступления в области нанотехнологий надо было определиться в главном вопросе: какие приоритеты выбирает страна? Труднейший вопрос, ибо цена просчета – откат России в группу государств «второго эшелона». Чтобы этого не случилось, требовалось провести масштабные исследования, глубокий системный анализ, инвентаризацию имеющихся наработок, научного потенциала. Конечно же, надо изучить и мировые тенденции, мировой опыт. И уже затем определить стратегию, направления главных ударов. Проще говоря, во что вкладывать деньги, чтобы Россия действительно заняла передовые рубежи на перспективных, важнейших направлениях…

Есть еще один очень серьезный аспект. Сегодня нанотехнологии выступают как ценная приправа к основному блюду – биотехнологиям, устройствам памяти или новым типам полимеров. Но в отличие от других стран, участвующих в гонке, биотехнологии в России развалены. А устройств памяти, как и полимеров мирового уровня, мы не делаем. Так что, прежде чем готовить приправу, нам следует озаботиться кардинальной проблемой: нет основного блюда. Следовательно, опять-таки требуется прогноз, выработка и реализация экономической, промышленной, научной, образовательной и оборонной стратегий. 

Но бизнес думает о сиюминутном... 
– Но и сейчас для экспертизы проектов Российская корпорация нанотехнологий привлекает специалистов высочайшего уровня. Они дают заключение, стоит финансировать вместе с бизнесом данный проект или нет. Кроме того, идет работа над дорожными картами, которые будут составлены по результатам научно-технического прогнозирования…

– «Роснанотех» не столько определяет стратегию, сколько выбирает из тех проектов, которые поступают в корпорацию. Назову несколько. Создание нанопрепаратов для лечения злокачественных опухолей. Разработка светотехники на основе светодиодов. Промышленный выпуск твердосплавного металлорежущего инструмента. Производство оптики для высокоразрешающих приборов. Медицина, промышленность, другие отрасли… Все это, конечно, важно и интересно, но что для России главное, в каких сферах мы хотим быть лидерами? Какую политику намерены проводить? Кому будет дан госзаказ, на каких условиях? 

За год «Роснанотех» произвел экспертизу лишь шести проектов в разных областях. Это немного. Кроме того, корпорация сознательно дистанцируется от этапа научных исследований и опытно-конструкторских разработок. А ведь готового для промышленного внедрения сейчас очень мало. Что же касается госзаказа, то, как ни удивительно, его вообще нет. Считается, что госзаказ и не нужен. Главное, говорят нам, это коммерциализация нанотехнологий. «Роснанотех» должен поддерживать и софинансировать только то, что будет востребовано рынком. Иначе, мол, не привлечешь бизнес. А без него не освоить самый дорогостоящий этап – внедрение новых технологий в производство. Логика здесь, безусловно, есть. Однако нельзя возводить хорошую идею в абсолют. Ведь рынок живет в основном сегодняшним днем. А завтра ситуация может потребовать кардинально иных подходов и решений. 

Ставка только на частный бизнес, на рынок, если иметь в виду развитие нанотехнологий, представляется большой ошибкой. В ядерном проекте Советского Союза участвовало более 800 тыс. человек, в космическом – свыше 2 млн. Бизнесу такое не потянуть. В США частные фирмы пришли в сферу космонавтики только после 50 лет интенсивного функционирования государственной структуры НАСА. А нанотехнологический скачок – это проект, сравнимый по масштабам и значению с освоением атома и космоса. Значит, и относиться к нему следует соответственно. Уместно отметить, что отечественные предприниматели пока не спешат вкладываться в обрабатывающую промышленность, не говоря уже о нанотехнологиях.

– Тем не менее к 2015-му объем выпуска продукции с использованием нанотехнологий должен составить, как записано в программе, 900 млрд. рублей. Значит, 130 млрд. государственных финансовых вложений окупятся многократно.

– Весь вопрос в том, о какой продукции речь. О носках, которые, как сообщалось в СМИ, можно пять дней не стирать, или о меховых изделиях, защищенных от моли? Я утрирую. Проекты, надеюсь, будут выбираться более значимые. Тем не менее при таком бессистемном подходе Россия может оказаться у разбитого корыта через 10–15 лет, когда, по прогнозам ученых США, Германии, других стран, ожидается колоссальный технологический скачок – так называемый шестой технологический уклад. 

Назову еще одну острую проблему. Сейчас мы, как и другие страны, во многом занимаемся частностями, идем вперед наугад, методом проб и ошибок. Никто не знает, где могут произойти революционные открытия. Вот почему так важно иметь не только научный фундамент, но и отлаженные механизмы реализации идей. А серьезной прикладной науки (наноинженерии) у нас нет. В стране, по сути, отсутствует необходимая метрологическая база, ориентированная на наноиндустрию…

– Ну, приборы-то можно купить и за рубежом…

– Не думаю, что страны, являющиеся нашими конкурентами, будут продавать нам новейшую измерительную технику. Меня вообще поражает легкость подходов в нашей стране к освоению этой невероятно сложной сферы. Возьмем, к примеру, такой вопрос, как оценка риска. Известно, что наноматериалы легко проникают в организм и могут быть очень опасны. Вдыхание невидимых частиц полистирола провоцирует тромбоз кровеносных сосудов. Фуллерены, шаровидные молекулы углерода, способны разрушать ткани мозга. Это показали зарубежные опыты на собаках. А еще наночастицы могут вызывать расстройства сердечной деятельности, угнетать иммунную систему… Есть и другие аспекты проблемы безопасности. В США на подобные исследования тратят десятки миллионов долларов, созданы десятки специальных лабораторий. У нас, насколько я знаю, нет ни одной.

В России с самого начала почему-то пошли, я бы сказал, упрощенным и даже дилетантским путем. Написали кучу бумаг – концепций, программ; создали госкорпорацию, центры, головные организации. Выделили немалые деньги и определили, сколько надо будет продавать продукции. Сейчас без сучка и задоринки идет только один этап – трата денег. Но нет эффективной стратегии. Неясно, что должно получиться в конце пути. На мой взгляд, действовать надо по принципиально иной схеме. Сошлюсь на опыт нашего института, занимающегося сложнейшими задачами. Правило № 1, обязательное: прежде чем что-то делать, надо посчитать. Безусловно, это относится и к нанотехнологиям. Развитие их в огромной степени зависит от того, будем ли мы иметь хорошие математические модели и методики расчета. Эти модели позволяют провести проектирование, убедиться в правильности или ошибочности выбранного пути до того, как будут построены гигантские экспериментальные установки. Да и о том, какими будут промышленность, рынок, общество лет через 20, тоже неплохо бы иметь представление. 

Дорожные ориентиры: наука – инженерия – технология 

Особый разговор о необходимости развития нанонауки. Важнейшая задача! Сначала надо иметь хорошую теорию. Естественно, и квалифицированные кадры, и хорошую экспериментальную базу. Словом, схема должна быть такой: нанонаука – наноинженерия – нанотехнологии. Но в России отбросили все эти «фокусы» и сделали ставку исключительно на коммерциализацию. К чему это может привести? Да, какую-то продукцию выпустим, что-то продадим, деньги выручим… Но по большому счету проиграем и окажемся на задворках прогресса.

– Что касается нанонауки, то считается, что исследования у нас ведутся на высоком уровне. Вы не согласны?

– Успехи, конечно, есть. Но чрезмерного оптимизма я не разделяю. Смотрите. В мире выдано более 100 тыс. патентов по этой тематике, а на долю России приходится всего несколько сотен. Другой факт. Исследованиями у нас занято в 35 раз меньше специалистов, чем в США. Печально (за редкими исключениями) обстоят дела с устаревшей измерительной, лабораторной техникой. Развалена система прикладных исследований. Словом, решать проблему надо комплексно. Мы отстаем от развитых стран в области нанотехнологий на 7–10 лет. Чтобы догнать, недостаточно истратить 130 млрд. рублей на производство пары сотен технических новшеств. Вообще, тратить государственные деньги – дело нехитрое. Гораздо труднее разработать и реализовать эффективный, комплексный проект создания в России наноиндустрии, мощного сектора науки, системы современного опытно-промышленного производства. Этого у нас пока нет. Велика опасность, что весь пар уйдет в свисток.