Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия

Обсуждаются вопросы, касающиеся обучения и подготовки кадров для нанотехнологий и наноматериалов, что является одной из главных и приоритетных задач на начальном этапе развития этого нового научно-технического направления. Отмечается, что систему обучения и подготовки кадров следует выстраивать таки...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2009
Main Authors:	Азаренков, Н.А., Орлов, В.Д., Слипченко, Н.И., Удовицкий, В.Г., Фареник, В.И.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2009
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7971
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия / Н.А. Азаренков, В.Д. Орлов, Н.И. Слипченко, В.Г. Удовицкий, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 3. — С. 273-280. — Бібліогр.: 31 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860077100686376960
author	Азаренков, Н.А. Орлов, В.Д. Слипченко, Н.И. Удовицкий, В.Г. Фареник, В.И.
author_facet	Азаренков, Н.А. Орлов, В.Д. Слипченко, Н.И. Удовицкий, В.Г. Фареник, В.И.
citation_txt	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия / Н.А. Азаренков, В.Д. Орлов, Н.И. Слипченко, В.Г. Удовицкий, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 3. — С. 273-280. — Бібліогр.: 31 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Обсуждаются вопросы, касающиеся обучения и подготовки кадров для нанотехнологий и наноматериалов, что является одной из главных и приоритетных задач на начальном этапе развития этого нового научно-технического направления. Отмечается, что систему обучения и подготовки кадров следует выстраивать таким образом, чтобы в ней органично сочетались актуальность, прежние традиции и достижения отечественной научной школы (научное наследие) и новые достижения мировой науки. Рассмотрен ряд важных научных результатов, относящихся к актуальной сейчас области создания и исследования наноматериалов. Они подтверждают ценность нашего научного наследия, которое должно изучаться и использоваться в процессе обучения и подготовки кадров для развития нанотехнологий и наноматериалов в Украине. Обговорюються питання стосовно навчання та підготовки кадрів для нанотехнологій та наноматеріалів, що зараз є одним з головних і пріоритетних завдань на початковому етапі розвитку цього нового науково-технічного напрямку. Відмічається, що систему навчання та підготовки кадрів слід вибудовувати таким чином, щоб в ній органічно поєднувались актуальність, попередні традиції і досягнення вітчизняної наукової школи (науковий спадок) та нові досягнення світової науки. Розглянуто ряд важливих наукових результатів, що відносяться до актуального зараз напрямку створення і дослідження наноматеріалів. Вони підтверджують цінність нашого наукового спадку, який потрібно вивчати і використовувати в процесі навчання та підготовки кадрів для розвитку нанотехнологій та наноматеріалів в Україні. Several questions concerning education and professional training of specialists in the fields of Nanotechnologies and Nanomaterials are discussed. This training is one of the main priority goals at the initial stage of the development of this new scientific and technical field. The educational system should be build to organically integrate the achievements of contemporary international science as well as traditions and past discoveries of national science school (science heritage). Several important scientific results in the field of creation and research of nanomaterials are studied in depth. Those achievements reconfirm the value of our scientific heritage which should be carefully studied and used in the process of professional training of specialists that are going to promote and develop nanotechnology and nanomaterials fields in Ukraine.
first_indexed	2025-12-07T17:14:24Z
format	Article
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3 273 ВВЕДЕНИЕ Научный и социально-экономический про- гресс развитых стран в XXI веке согласно практически единодушным прогнозам авто- ритетных организаций и компетентных спе- циалистов в значительной мере будет опреде- ляться их успехами в развитии нанонаук и нанотехнологий [1, 2]. Понимая это, и желая сохранить лидирующие позиции в мире, вы- сокоразвитые страны уделяют данному воп- росу большое внимание, даже сейчас, в усло- виях экономического кризиса, приведшего к сокращению многих программ. Это подтвер- ждает анализ Национальной нанотехнологи- ческой инициативы (ННИ) США, являюших- ся одним из лидеров в развитии нанотехно- логий. Именно после принятия в 2000 г. ННИ США многие другие страны также начали активно развивать нанотехнологии. На фи- нансирование данной программы в 2006 г. израсходовано 1,351 млрд. долл., в 2007 – 1,424; в 2008 – 1,491, а в 2009 и 2010 годах УДК 620.3 ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ЭТОМ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЯ Н.А. Азаренков, В.Д. Орлов, Н.И. Слипченко, В.Г. Удовицкий,, В.И. Фареник**, Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина Харьковский национальный университет радиоэлектроники **Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины Поступила в редакцию 23.07.2009 Обсуждаются вопросы, касающиеся обучения и подготовки кадров для нанотехнологий и нано- материалов, что является одной из главных и приоритетных задач на начальном этапе развития этого нового научно-технического направления. Отмечается, что систему обучения и подготовки кадров следует выстраивать таким образом, чтобы в ней органично сочетались актуальность, прежние традиции и достижения отечественной научной школы (научное наследие) и новые достижения мировой науки. Рассмотрен ряд важных научных результатов, относящихся к ак- туальной сейчас области создания и исследования наноматериалов. Они подтверждают цен- ность нашего научного наследия, которое должно изучаться и использоваться в процессе обу- чения и подготовки кадров для развития нанотехнологий и наноматериалов в Украине. Ключевые слова: нанотехнологии, наноматериалы, обучение и подготовка кадров, научное наследие. Обговорюються питання стосовно навчання та підготовки кадрів для нанотехнологій та нано- матеріалів, що зараз є одним з головних і пріоритетних завдань на початковому етапі розвитку цього нового науково-технічного напрямку. Відмічається, що систему навчання та підготовки кадрів слід вибудовувати таким чином, щоб в ній органічно поєднувались актуальність, по- передні традиції і досягнення вітчизняної наукової школи (науковий спадок) та нові досягнення світової науки. Розглянуто ряд важливих наукових результатів, що відносяться до актуального зараз напрямку створення і дослідження наноматеріалів. Вони підтверджують цінність нашого наукового спадку, який потрібно вивчати і використовувати в процесі навчання та підготовки кадрів для розвитку нанотехнологій та наноматеріалів в Україні. Ключові слова: нанотехнології, наноматеріали, навчання та підготовка кадрів, науковий спадок. Several questions concerning education and professional training of specialists in the fields of Nano- technologies and Nanomaterials are discussed. This training is one of the main priority goals at the initial stage of the development of this new scientific and technical field. The educational system should be build to organically integrate the achievements of contemporary international science as well as traditions and past discoveries of national science school (science heritage). Several important scientific results in the field of creation and research of nanomaterials are studied in depth. Those achievements reconfirm the value of our scientific heritage which should be carefully studied and used in the process of professional training of specialists that are going to promote and develop nanotechnology and nanomaterials fields in Ukraine. Keywords: nanotechnologies, nanomaterials, education and professional training, scientific heritage. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3274 запланировано израсходовать, соответствен- но, 1,527 и 1,600 млрд. долл. [3, 4]. Одной из главных и приоритетных задач на начальном этапе развития любого нового научно-технического направления является создание системы обучения и подготовки высокопрофессиональных кадров для этого направления, которым необходимо будет решать новые задачи и воспроизводить кад- ровый потенциал. Поскольку нанотехноло- гии развиваются на базе многих наук, то для их развития на определенном историческом этапе важно знать основные, наиболее акту- альные на данный момент, направления раз- вития конкретных наук. При этом систему обучения и подготовки кадров следует выст- раивать таким образом, чтобы в ней органич- но сочетались актуальность, прежние тради- ции и достижения отечественной научной школы (научное наследие) и новые дости- жения мировой науки. Целью настоящей работы является изуче- ние и анализ научного наследия ученых быв- шего СССР в области некоторых наиболее актуальных и резонансных сейчас направле- ний физики для его использования в процессе обучения и подготовки кадров в области раз- личных нанонаук и нанотехнологий (нано- физика, нанохимия, наноэлектроника, нанот- ехнологии и т.д.). ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ – КЛЮЧЕВОЕ ЗВЕНО В УСПЕШНОМ РАЗВИТИИ НАНО- ТЕХНОЛОГИЙ И НАНОМАТЕРИАЛОВ Проблема обучения и подготовки кадров в развитии нанотехнологий и наноматериалов на данный момент имеет первостепенный приоритет во всех странах, активно их разви- вающих. В США, к примеру, для решения задач нанообразования создан национальный образовательный центр и даже разработан и находится на рассмотрении специальный за- кон о развитии нанообразования [5, 6]. Значи- тельное внимание нанообразованию уделяет- ся и в других странах, которые сейчас активно развивают нанотехнологии – Китае, Японии, Корее, Германии, Великобритании, Франции, а в последнее время – и в России. В Украине сейчас уже одобрена Концепция Государственной целевой научно-техничес- кой программы “Нанотехнологии и наномате- риалы” на 2010 – 2014 г. Сейчас идет процесс создания самой Программы и нет сомнения, что она будет создана и утверждена. В Наци- ональной академии наук Украины с 2004 года реализуется комплексная программа фун- даментальных исследований “Нанострук- турные системы, наноматериалы, нанотехно- логии”, а также утвержден перечень 10 наи- более важных направлений научных иссле- дований и разработок в Украине, среди кото- рых развитие нанотехнологий и наномате- риалов указано на первом месте. Проблема обучения и подготовки кадров сейчас в разных странах решается со своими особенностями, но все эти особенности впи- сываются в две основные стратегии – обуче- ние и подготовка собственных кадров по раз- личным учебным системам и программам, а также привлечение уже подготовленных спе- циалистов из-за границы. Второй путь прием- лем для высокоразвитых богатых стран (США, ряд стран Евросоюза), которые им успешно пользуются, поскольку могут пред- ложить прекрасные условия для профессио- нальной деятельности и высокие социальные стандарты, удовлетворяющие специалистов самого высокого уровня. Украина, как и ряд других стран бывшего СССР, значительно пострадала вследствие оттока квалифицированных научных кадров за границу в последние 15 – 20 лет. Особенно остро эти потери сейчас ощущаются на уров- не специалистов среднего возраста. Для вос- полнения этих больших потерь второй путь решения проблемы кадров (приглашение их из-за границы) сейчас для Украины неприем- лем и наша страна может рассчитывать толь- ко на кадры, подготовленные в собственных ВУЗах. Поэтому задача развития нанообра- зования для Украины имеет особую значи- мость, если мы хотим серьезно развивать нанотехнологии и быть в этой области конку- рентоспособными на мировом уровне. И она уже начала решаться в ряде ВУЗов, в част- ности, – в Харьковском национальном уни- верситете имени В.Н. Каразина [7] и Харь- ковском национальном университете радио- электроники. ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИ ЭТОМ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЯ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3 275 АНАЛИЗ НАИБОЛЕЕ АКТУАЛЬНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ В ФИЗИКЕ На каждом этапе развития физики, как и дру- гих наук, существовали и существуют наибо- лее актуальные и резонансные (“горячие”) направления исследований, обеспечивающие реальную или потенциальную возможность решения конкретных практических задач. В журнале “Nature” [8] на основе использова- ния специально разработанных коэффициен- тов, учитывающих количество публикаций и цитирований по какой-либо теме, а также динамику этих показателей во времени, была произведена оценка и выявлены пять наибо- лее актуальных на момент исследования и ближайшую перспективу направлений в фи- зике: • углеродные нанотрубки – 12,85; • нанонити – 8,75; • квантовые точки – 7,84; • фуллерены – 7,78; • гигантское магнитосопротивление – 6,82. Указанные численные значения норми- ровочных коэффициентов получены при ста- тистической обработке данных и являются относительной количественной мерой оцен- ки актуальности. Как видно, все эти пять наиболее “горя- чих” тем имеют прямое отношение к нано- материалам. И это не случайно, поскольку со- здание, исследование свойств и практичес- кое применение различных наноматериалов сейчас является одной из главных задач раз- вития нанотехнологического направления. Очень часто в различных программах, про- ектах, публикациях и т.д. термины “нанотех- нология” и “наноматериалы” используются одновременно и наравне, что подтверждает важность и значимость проблемы нанома- териалов в нанотехнологической тематике [9, 10]. Именно с созданием новых материалов связываются обоснованные надежды на даль- нейшее развитие микро- и наноэлектроники, а также решение многих проблем, стоящих сейчас перед человечеством в различных об- ластях – экологии, энергетике, медицине, обеспечении пищей, водой и т.п. Среди выше- перечисленных пяти направлений два от- носятся к исследованию новых аллотропных модификаций углерода – углеродных нано- трубок (УНТ) и фуллеренов. Следует также отметить, что появление в наноматериалах особых, часто уникальных свойств, из-за чего к ним привлечено такое большое внимание, является результатом проявления в них раз- ного рода размерных эффектов. Да и сама суть нанотехнологий состоит именно в пере- ходе в область других размеров (в наномет- ровый диапазон) и использовании появляю- щихся при этом новых свойств и возможно- стей [10]. Как показывает анализ, в области откры- тия и изучения УНТ, фуллеренов и размер- ных эффектов в твердых телах имеется ряд существенных научных результатов, дос- тигнутых ранее учеными бывшего СССР, но не очень широко известных и цитируемых в иностранных научных публикациях по дан- ным вопросам. Эти результаты являются на- шим ценным научным наследием и поэтому должны изучаться и использоваться при под- готовке кадров в области нанотехнологий и наноматериалов поскольку, невзирая на вре- менные финансовые и материальные труд- ности и явный проигрыш в приборном и материально-техническом обеспечении ла- бораторий, мы даже сейчас остаемся конку- рентоспособными по интеллектуальному по- тенциалу, что создать значительно сложнее. Рассмотрим некоторые из результатов на- шего научного наследия в области открытия и изучения новых углеродных материалов и размерных эффектов в твердых телах. НЕКОТОРЫЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОТКРЫТИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК, ФУЛЛЕРЕНОВ И РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ А. ОТКРЫТИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Как уже отмечалось выше, сейчас в физике большое внимание уделяется вопросам изу- чения и применения фуллеренов и УНТ. Эти новые аллотропные модификации углерода Н.А. АЗАРЕНКОВ, В.Д. ОРЛОВ, Н.И. СЛИПЧЕНКО, В.Г. УДОВИЦКИЙ, В.И. ФАРЕНИК ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3276 активно изучаются также и в других областях науки и техники – химии, биологии, меди- цине, электронике и т.д. В работе [11] приведена диаграмма роста количества научных публикаций, отражен- ных на научных сайтах, по данным объектам исследований (рис. 1, данные на 1-й квартал 2007 г.). Из диаграммы виден значительный рост интереса исследователей к ним, что также подтверждает вышеприведенный рейтинг актуальности научных направлений в физике. При этом видно, что количество публикаций по фуллеренам остается высоким и плавно растет, а количество публикаций по УНТ де- монстрирует значительный, почти экспонен- циальный рост. Такая тенденция сохраняется и сейчас. История открытия УНТ неоднозначна и содержит ряд фактов, требующих еще своего изучения, освещения и оценки. Сейчас в по- давляющем большинстве публикаций, касаю- щихся УНТ, однозначно утверждается, что они были открыты японским физиком Сумио Иижимой (Sumio Iijima) и приводится ссылка на его работу [12], в которой автор сообщает об обнаружении трубчатых структур из уг- лерода, образующихся на катоде в процессе дугового синтеза фуллеренов. В данной ра- боте приводятся снимки многослойных УНТ, полученные методом просвечивающей элект- ронной микроскопии, картина микродифрак- ции электронов от них, а также обсуждается механизм образования этих структур, вклю- чая и образование трубок геликоидального типа. В последующем автор продолжил ис- следования в данной области и опубликовал серию работ по УНТ. Отдавая должное зас- лугам С. Иижимы, фактически начавшим целенаправленные систематические и тща- тельные исследования УНТ с использовани- ем просвечивающей электронной микроско- пии высокого разрешения, следует отметить, что и до него уже были синтезированы УНТ, опубликованы их электронномикроскопи- ческие снимки, сделано ряд теоретических расчетов и высказано предположение о воз- можности образования углеродом трубчатых структур. Вопрос о том, что в открытие УНТ внесли заметный вклад кроме С. Иижимы также и ряд других авторов и поэтому нужно тщательно подходить к оценке претензий на приоритет в открытие УНТ иногда поднима- ется и в серъезных зарубежных научных пуб- ликациях [13 – 16], хотя их значительно меньше по сравнению с работами, в которых указывается, что первооткрывателем УНТ является С.Иижима. Анализ большого количества публикаций по теме показывает, что, по-видимому, самые первые электронномикроскопические сним- ки УНТ были опубликованы еще в 1952 г. в работе Л.В. Радушкевича и В.М. Лукьяновича (Институт физической химии и электро- химии РАН) [17]. В данной работе УНТ были получены одним из наиболее распространен- ных сейчас методов химического осаждения из пара (CVD, Chemical vapour deposition) при пиролизе окиси углерода над железным ката- лизатором. Полученные на просвечивающем электронном микроскопе снимки (некоторые из них показаны на рис. 2), которые были при- ведены в данной работе, с позиции знаний сегодняшнего дня не вызывают сомнений в том, что авторами были синтезированы имен- но многослойные УНТ и в общем дана пра- вильная интерпретация полученных изобра- жений, хотя и не использовался термин “угле- родные нанотрубки”, а из аллотропных моди- фикаций углерода тогда были известны толь- ко графит и алмаз. Подтверждением этому является приведенные далее несколько цитат из данной работы: “…Продуктом реакции, детали которой пока неизвестны, является тонкий нитевидный или игольчатый крис- Рис. 1. Диаграмма роста научных публикаций по фуллеренам и УНТ. ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИ ЭТОМ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЯ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3 277 талл, своим основанием расположенный на крупинке железа, из которой он вырос, и име- ющий на конце избыток железа, перенесен- ного вперед в процессе роста… Сами части- цы почти прозрачны для электронов… Со- здается впечатление, что внутри частицы про- ходит канал и что сама частица является пус- тотелой”. После этой работы был выполнен также ряд других исследований и опубликованы электронномикроскопические снимки раз- личных углеродных структур (нитей, воло- кон, жгутов, трубчатых структур и т.п.) [18 – 20], синтезированных чаще всего методом пиролиза различных углеродсодержащих сое- динений. В [19], в частности, приведено мно- го снимков и тщательно обсуждаются раз- личные структуры углерода, синтезирован- ные в процессе пиролиза бензола. Рассматривая в историческом аспекте ра- боты, имеющие отношение к УНТ, которые были выполнены до 1991 г., т.е. до публика- ции работы [12], нельзя не упомянуть также статью М.Ю.Корнилова (Киевский нацио- нальный университет имени Т.Г. Шевченко) [21]. Она была опубликована тогда, когда возможность существования новой аллотроп- ной формы углерода в виде замкнутых кар- касных структур (фуллеренов) уже была тео- ретически предсказана, но еще эксперимен- тально не подтверждена. Опираясь на ранее выполненные расчеты [22], касающиеся уменьшения суммы валентных углов атомов углерода, находящихся в ароматических сое- динениях с шестичленными циклами, при сворачивании этих соединений, автор пред- сказал возможность существования трубчато- го углерода, т.е. хорошо теперь известных УНТ. Приведем также несколько цитат из работы [21]: “…Если сетку из sp2-гибриди- зироанных атомов логично расположить на поверхности сферы (С60 – прим. авт.), то по- чему бы не использовать для этого поверх- ность цилиндра или призмы? А чтобы при- дать всей структуре достаточную устойчи- вость, сделаем ячейки сетки шестиуголь- ными. Это будет как бы макромолекула гра- фита, свернутая в трубку… Можно с уверен- ностью сказать, что даже при К = 5 – 7 (коли- чество свернутых в трубку гексагонов – прим. авт.) трубчатый углерод будет вполне стабильной модификацией… не исключено, что трубчатый углерод уже давно существует в природе и его нужно только найти, как это произошло с карбином”. На наш взгляд эту статью, опубликованную в научно-популяр- ном журнале “Химия и жизнь”, не следует забывать, рассматривая историю открытия УНТ. Б. ОТКРЫТИЕ ФУЛЛЕРЕНОВ Рассмотренные выше исторические аспекты открытия УНТ тесно переплетаются с исто- рией открытия фуллеренов, которая оказа- лась весьма эффектной и поучительной: в ней пересеклись простые геометрические сооб- ражения, квантово-химический расчет и астрономические наблюдения, которые предшествовали лабораторному экспери- менту [23]. Огромный интерес к фуллеренам (да и сам термин “фуллерены”) появился после первого их искусственного синтеза в 1985 г. путем лазерного испарения графи- товой мишени с последующей конденсацией углеродного пара в инертной среде [24]. За это открытие трое из его авторов – Г. Крото, Р. Керл и Р. Смолли в 1996 г. получили Но- белевскую премию по химии. Однако настоя- Рис. 2. Электронномикроскопические снимки УНТ из работы [17]. Н.А. АЗАРЕНКОВ, В.Д. ОРЛОВ, Н.И. СЛИПЧЕНКО, В.Г. УДОВИЦКИЙ, В.И. ФАРЕНИК ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3278 щий “фуллереновый бум” начался после от- крытия в 1990 г. метода их получения в макро- скопических количествах путем экстракции из фуллеренсодержащей сажи [25]. Именно после этого во многих лабораториях начали получать и исследовать фуллерены. Отдавая должное авторам и блестящим экспериментальным результатам, получен- ным в работах [24, 25], следует также отме- тить и ученых, впервые выдвинувших пред- положение о возможности образования кар- касных форм углерода и теоретически обо- сновавших их стабильность. Именно эти ре- зультаты позволили авторам работы [24] быс- тро и правильно интерпретировать получен- ные результаты – об этом они упоминали в своих нобелевских лекциях. Дэвид Джонс (Jones D.E.H.) в 1966 г. выдвинул предполо- жение о том, что внедрение в плоский графи- товый слой дефектов в виде пятиугольников может привести к его искривлению и образо- ванию замкнутой оболочки. Ежи Осава (Osa- wa E.) в 1970 г. выдвинул предположение о том, что атомы углерода могут располагаться в узлах усеченного икосаэдра, образуя таким образом замкнутую молекулу С60 [26]. Со- ветские химики-теоретики Д. Бочвар и Е. Гальперн (Институт элементоорганичес- ких соединений им. А.Н. Несмеянова РАН) впервые выполнили квантово-химические расчеты [27] такой гипотетической молекулы, подтвердившие ее высокую энергетическую стабильность и возможность реального су- ществования. Небольшая, но яркая цитата из данной работы: “…Теоретически молекула додекаэдрана должна быть настолько нена- пряженной насыщенной системой, что воп- рос о возможности ее существования не вы- зывает сомнений». Этот вывод был сделан в 1973 г. и оставался малоизвестным даже спе- циалистам вплоть до 1985 г., когда фуллерены были получены на практике. Изучая научное наследие и вклад ученых бывшего СССР в открытие новых форм угле- рода – фуллеренов и нанотрубок, уместно также отметить, что третья (после графита и алмаза) аллотропная модификация углеро- да – карбин был впервые получен в начале 60-х гг. прошлого века советскими химиками В.В. Коршаком, А.М. Сладковым, В.И. Каса- точкиным и Ю.П. Кудрявцевым (Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН) [28, 29]. В. ОТКРЫТИЕ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ Появление в наноматериалах особых, часто уникальных свойства, из-за чего к ним при- влечено такое большое внимание, является результатом проявления в них разного рода размерных эффектов. Да и сама суть нано- технологий состоит именно в переходе в об- ласть других размеров (в нанометровый диа- пазон) и использовании появляющихся при этом новых свойств и возможностей [10]. Отцом нанофизики и нанотехнологий мно- гими, и вполне заслуженно, на наш взгяд, счи- тается американский физик-теоретик, лау- реат Нобелевской премии Р. Фейнман, кото- рый еще в 1959 году в своей знаменитой лек- ции с пророческим названием “Внизу пол- ным-полно места: приглашение в новый мир физики” [30] говорил: “… “внизу” мы будем постоянно наблюдать новые закономерности и эффекты, предполагающие новые варианты использования”. И еще: “… “внизу” распо- лагается поразительно сложный мир малых форм и когда-нибудь (например, в 2000 г.) люди будут удивляться тому, что до 1960 г. никто не относился серьезно к исследовани- ям этого мира”. Под “низом” Р. Фейнман под- разумевал область малых (нано) размеров, а новые закономерности и эффекты, проявля- ющиеся в области наноразмеров, как раз и являются размерными эффектами (size effects). В этой же работе Р. Фейнман об- суждал возможные методы создания миниа- тюрных объектов и среди них указал нанесе- ние тонких пленок, т.к. этот метод реализует один из основных методов нанотехнологии “снизу-вверх”. Одной из наиболее ранних, и с полным правом можно сказать, пионерских работ, ка- сающихся исследования размерных эффектов в тонких пленках, является работа, выполнен- ная А.И. Бубликом и Б.Я. Пинесом (Харь- ковский национальный университет имени В.Н. Каразина) [31] задолго до знаменитой ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИ ЭТОМ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЯ ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3 279 вышеупомянутой речи Р. Фейнмана. В этой работе авторы убедительно доказали, что фа- зовый состав тонких пленок металлов при пе- реходе в область нанометровых толщин су- щественно отличается от фазового состава массивных образцов, а иногда в таких плен- ках могут существовать фазы, которые в массивных образцах вообще не наблюдаются. Этот научный результат, как и ряд других ре- зультатов, полученных представителями харьковской научной школы, входит в число основных результатов, составляющих сегод- ня фундамент физики тонких пленок. ВЫВОДЫ Эффективное развитие нанотехнологий и наноматериалов в Украине, а значит и успеш- ное выполнение формирующейся Государст- венной целевой научно-технической про- граммы “Нанотехнологии и наноматериалы” на 2010 – 2014 годы возможно только в случае успешного решения одной из главных и при- оритетных задач на начальном этапе развития любого нового научно-технического направ- ления – обучения и подготовки высокопро- фессиональных кадров для этого направле- ния, которым необходимо будет решать новые задачи и воспроизводить кадровый потен- циал. Как показал анализ, именно эта задача является приоритетной во всех странах, яв- ляющихся сегодня лидерами в развитии нано- технологий и наноматериалов – США, Япо- нии, Китае, Германии, Великобритании, Франции и др. Рассмотренные выше лишь несколько кон- кретных научных результатов, относящихся к области создания и исследования нанома- териалов, подтверждают ценность нашего на- учного наследия в данной области. Без сомне- ния можно утверждать, что это лишь малень- кая часть очень ценных научных результатов, касающихся нанотехнологий и наномате- риалов, которые были получены в более от- даленном прошлом нашими предшественни- ками, а также полученных уже в последние годы. Эти научные результаты непременно должны использоваться в процессе обучения и подготовки новых кадров. Древняя китайская мудрость гласит: “Че- ловек, почувствовавший ветер перемен, дол- жен строить не заграждающие щиты, а вет- ряные мельницы”. Зарождающееся на наших глазах и при нашем непосредственном учас- тии нанообразование в Украине и, в част- ности, в Харькове, соответствует ветру науч- но-технических перемен, а его направлен- ность в будущее является залогом успешного развития нанотехнологий и наноматериалов в Украине. ЛИТЕРАТУРА 1. Roco M.C. National Nanotechnology Initiative – Past, Present, Future. Handbook on Nanoscien- ce, Engineering and Technology, 2nd ed., Taylor and Francisю. – 2007. – P. 3.1-3.26. 2. Азаренков Н.А., Орлов В.Д., Слипченко Н.И., Удовицкий В.Г., Фареник В.И. Нанонауки и нанотехнологии: достижения, перспективы, проблемы и задачи развития//Физическая ин- женерия поверхности. – 2005. – Т. 3, № 1-2. – С. 127-146. 3. The National Nanotechnology Initiative: Over- view, Reauthorization, and Appropriations Is- sues. CRS Report for Congress № RL34401, 2009, 45 p. – Electronic resource: http://www. fas.org/sgp/crs/misc/RL34401.pdf 4. The National Nanotechnology Initiative. Res- earch and development leading to a revolution in technology and Industry. Supplement to the President’s FY 2010 Budget, 36 p. – Electronic resource: http://www.nano.gov/NNI_ 2010_ budget_supplement.pdf 5. National Center for Learning and Teaching in Nanoscale Science and Engineering (NCLT). – Electronic resource: http://www.nano.gov/html/ edu/home_edu.html. 6. S. 1199: Nanotechnology in the Schools Act (110th Congress 2007 – 2008). – Electronic resource: http://www.govtrack.us/congress/bill. xpd?bill = s110-1199 7. Азаренков Н.А., Гирка И.А., Удовицкий В.Г., Фареник В.И. О развитии нанообразования на физико-техническом факультете Харьковс- кого национального университета имени В.Н. Каразина//Зб. наук. праць Міжн. наук. конф. “Фізико-хімічні основи формування і модифікації мікро- та наноструктур” (ФММН’2007). – 2007. – С. 151-153. 8. Top five in physics//Nature. – 2006. – Vol. 441. – P. 265. 9. Удовицкий В.Г. Курс “наноматериалы” – важ- ная составляющая системы нанообразования //Збірник наукових праць Міжн. наук. конф. Н.А. АЗАРЕНКОВ, В.Д. ОРЛОВ, Н.И. СЛИПЧЕНКО, В.Г. УДОВИЦКИЙ, В.И. ФАРЕНИК ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 3, vol. 7, No. 3280 “Фізико-хімічні основи формування і моди- фікації мікро- та наноструктур” (ФММН’ 2007) – 2007. – C. 154-156. 10. Удовицкий В.Г. О терминологии, стандарти- зации и классификации в области нанотехно- логий и наноматериалов//Физическая инже- нерия поверхности. – 2008. – Т. 6, № 3-4. – С. 193-201. 11. Agnieszka Iwasiewicz-Wabnig. Studies of car- bon nanomaterials based on fullerenes and car- bon nanotubes, Umeе Universitat, 2007. – 115p. – Electronic resource: http://umu.diva-portal.org/ smash/record.jsf?pid=diva2:140619 12. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon//Nature. – 1991. – Vol. 354. – P. 56-58. 13. Gibson J.A.E. Early nanotubes?//Nature. – 1992. – Vol. 359. – P. 369. 14. Monthioux M., Kuznetsov V.L. Who should be given the credit for the discovery of carbon nano- tubes?// Carbon. – 2006. – Vol. 44. – № 9. – P. 1621-1623. 15. Bacsa W.S. Who discovered carbon nanotubes? – All you need to know about the discovery of carbon nanotubes. – Electronic resource: http:// www. scitizen. com/ screens/ blogPage /view- Blog/sw_view Blog.php?-idTheme=5&id-Con- tribution=147 16. Harris P.J.F. Carbon nanotubes and related struc- tures: new materials for the twenty-first century, Cambridge University Press, 2001. – 294 р. 17. Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. О струк- туре углерода, образующегося при термичес- ком разложении окиси углерода на железном контакте//ЖФХ. – 1952. – Т. 26, Вып.1. – С. 88-95. 18. Davis W.R., Slawson R.J., Rigby G.R. An Unu- sual Form of Carbon//Nature. – 1953. – Vol. 171. – № 4356. – P. 756. 19. Oberlin A., Endo M., Koyama T. Filamentous growth of carbon through benzene decomposi- tion//J. of Crystal Growth. – 1976. – Vol. 32, № 3. – Р. 335-349. 20. Birу L.P., A. Carlos Bernardo, Tibbetts G.G., Lambin Ph. Carbon filaments and nanotubes: common origins, differing applications. – Sprin- ger, 2001. – 366 р. 21. Корнилов М.Ю. Нужен трубчатый углерод// Химия и жизнь. – 1985. – № 8. – С. 22-23. 22. Корнілов М.Ю. Про один різновид конденсо- ваних ароматичних вуглеводнів//Доповіді АН УРСР, сер. “Б”.– 1977. – № 12. – С. 1096-1099. 23. Дьячков П.Н. Углеродные нанотрубки: строе- ние, свойства, применения. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 293 с. 24. Kroto H.W., Health J.R., O’Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. C60: Buckminsterfullerene//Na- ture. – 1985. – Vol. 318. – P. 162-163. 25. Kratschmer W., Lamb L., Fostiropoulos K., Huf- fman D.R. Solid C60 – a new form of carbon// Nature. – 1990. – Vol.347. – P. 354-358. 26. Керл Р.Ф. Истоки открытия фуллеренов: экс- перимент и гипотеза//УФН. – 1998. – Т. 168, № 3. – С. 331-342. 27. Бочвар Д.А., Гальперн Е.Г. О гипотетических системах: карбододекаэдре, s-икосаэдране и карбо-s-икосаэдре//ДАН СССР. – 1973. – Т. 209. – С. 610-612 . 28. Сладков А.М., Касаточкин В.И., Коршак В.В., Кудрявцев Ю.П. Диплом на открытие № 107. Бюлл. изобрет. и открытий. – 1972.– № 6. 29. Сладков А.М. Карбин – третья аллотропная форма углерода. – М.: Наука, 2003. – 151 с. 30. Фейнман Р. Внизу полным-полно места: при- глашение в новый мир физики//Рос. хим. журн. – 2002. – Т. 46, № 5. – С. 4-6. 31. Бублик А.И., Пинес Б.Я. Фазовый переход при изменении толщины в тонких металли- ческих пленках//Докл. АН СССР. – 1952. – Т. 87, № 2. – С.215-218.  Н.А. Азаренков, В.Д. Орлов, Н.И. Слипченко, В.Г. Удовицкий, В.И. Фареник, 2009. ОБУЧЕНИЕ И ПОДГОТОВКА КАДРОВ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИ ЭТОМ НАУЧНОГО НАСЛЕДИЯ Удовицкий Виктор Григорьевич – начальник лаборатории наноструктур НФТЦ, доцент кафедры физических технологий (по совместительству).
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7971
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-8074
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T17:14:24Z
publishDate	2009
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Азаренков, Н.А. Орлов, В.Д. Слипченко, Н.И. Удовицкий, В.Г. Фареник, В.И. 2010-04-23T11:10:22Z 2010-04-23T11:10:22Z 2009 Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия / Н.А. Азаренков, В.Д. Орлов, Н.И. Слипченко, В.Г. Удовицкий, В.И. Фареник // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 3. — С. 273-280. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7971 620.3 Обсуждаются вопросы, касающиеся обучения и подготовки кадров для нанотехнологий и наноматериалов, что является одной из главных и приоритетных задач на начальном этапе развития этого нового научно-технического направления. Отмечается, что систему обучения и подготовки кадров следует выстраивать таким образом, чтобы в ней органично сочетались актуальность, прежние традиции и достижения отечественной научной школы (научное наследие) и новые достижения мировой науки. Рассмотрен ряд важных научных результатов, относящихся к актуальной сейчас области создания и исследования наноматериалов. Они подтверждают ценность нашего научного наследия, которое должно изучаться и использоваться в процессе обучения и подготовки кадров для развития нанотехнологий и наноматериалов в Украине. Обговорюються питання стосовно навчання та підготовки кадрів для нанотехнологій та наноматеріалів, що зараз є одним з головних і пріоритетних завдань на початковому етапі розвитку цього нового науково-технічного напрямку. Відмічається, що систему навчання та підготовки кадрів слід вибудовувати таким чином, щоб в ній органічно поєднувались актуальність, попередні традиції і досягнення вітчизняної наукової школи (науковий спадок) та нові досягнення світової науки. Розглянуто ряд важливих наукових результатів, що відносяться до актуального зараз напрямку створення і дослідження наноматеріалів. Вони підтверджують цінність нашого наукового спадку, який потрібно вивчати і використовувати в процесі навчання та підготовки кадрів для розвитку нанотехнологій та наноматеріалів в Україні. Several questions concerning education and professional training of specialists in the fields of Nanotechnologies and Nanomaterials are discussed. This training is one of the main priority goals at the initial stage of the development of this new scientific and technical field. The educational system should be build to organically integrate the achievements of contemporary international science as well as traditions and past discoveries of national science school (science heritage). Several important scientific results in the field of creation and research of nanomaterials are studied in depth. Those achievements reconfirm the value of our scientific heritage which should be carefully studied and used in the process of professional training of specialists that are going to promote and develop nanotechnology and nanomaterials fields in Ukraine. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия Article published earlier
spellingShingle	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия Азаренков, Н.А. Орлов, В.Д. Слипченко, Н.И. Удовицкий, В.Г. Фареник, В.И.
title	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
title_full	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
title_fullStr	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
title_full_unstemmed	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
title_short	Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
title_sort	обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7971
work_keys_str_mv	AT azarenkovna obučenieipodgotovkakadrovvoblastinanotehnologiiiispolʹzovaniepriétomnaučnogonaslediâ AT orlovvd obučenieipodgotovkakadrovvoblastinanotehnologiiiispolʹzovaniepriétomnaučnogonaslediâ AT slipčenkoni obučenieipodgotovkakadrovvoblastinanotehnologiiiispolʹzovaniepriétomnaučnogonaslediâ AT udovickiivg obučenieipodgotovkakadrovvoblastinanotehnologiiiispolʹzovaniepriétomnaučnogonaslediâ AT farenikvi obučenieipodgotovkakadrovvoblastinanotehnologiiiispolʹzovaniepriétomnaučnogonaslediâ

Обучение и подготовка кадров в области нанотехнологий и использование при этом научного наследия

Institution

Similar Items