52
Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода Обзор публикаций в интернете за январь- март 2016 г.

Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

  • Upload
    -

  • View
    370

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России

за последние полгода

Обзор публикаций в интернетеза январь- март 2016 г.

Page 2: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Какие информационные поводы предшествовали?Четыре крупных волны

1981-1986 – туннельный и сканирующий микроскопы Биннига, фуллерены Крото, Смолли и компании, книга «Машины творения» Дрекслера.

1989-1999 – атомное граффити Эйглера, углеродные нанотрубки Ииджимы, Ичихаши и Бетьюма, первые коммерческие материалы (нанопорошки, нанопокрытия, нанохимические препараты и пр.), специализированные национальные программы (США, Япония, Франция, Великобритания и др.), институты и лаборатории, общества и журналы по нано.

2001-2003 – Национальная нанотехнологическая инициатива в США, миллиардные вложения, Европейская ассоциация нанобизнеса.

2007-2011 - вал публикаций каждый год (США – ок. 15 тыс., Европа – 12 тыс., Китай – 10 тыс. статей), создание ГК «РОСНАНО» и международные форумы, книги, интернет-порталы, журналы по нано в России, наноэдюкаторы, 100 предприятий, наноцентры и ЦКП.

Page 3: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

№. Страна Кол-во статей по нано

1 Китай 44493

2 США 21750

3 Индия 9867

4 Южная Корея 8296

5 Германия 7602

6 Япония 6796

7 Иран 6160

8 Франция 5166

9 Великобритания 4424

10 Россия 3842

Количество статей по тематике нано в 2015 г.

Page 4: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Январь 2016

Февраль 2016

Март 2016

1 Китай 2911 6529 103662 США 971 2543 43733 Индия 636 1427 23314 Южная Корея 475 1034 17085 Германия 323 889 1575

Мир 7814 17527 28330

Статистика по названию статей тематики нано в интернете http://www.statnano.com/

Page 5: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Основные этапы появления поколений наноразработок:

Первый этап (2000-2005) – «пассивные наноструктуры» - дисперсные нанопорошки и композиционные наномембраны.Второй этап (2005-2015) – «эволюционные наноструктуры» - переход от отдельных компонентов в наноэлектронике, фотонике, нанобиотехнологиях, медицинских товаров и оборудования, нейроэлектронных интерфейсах и наноэлектромеханике к наноузлам сборки, агрегатам, наносистемам и системам наносистем в различных отраслях промышленности.Третий этап (2015-2025) – «молекулярные наносистемы», или «радикальные нанотехнологии» - молекулярные нанофабрики, атомный дизайн, нанороботы и пр.

Page 6: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

США2,1 млрд. дол.

Европа и Россияпо 2,0 млрд. дол.

Япония 1,3 млрд. дол.

По объему государственных инвестиций в наноиндустрию по итогам 2012 года

Page 7: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Rank CountryNo.

Granted Patents in

USPTO

No. Granted

Patents in EPO

Ratio of USPTO to

EPO Patents

Change in 2014

Ranking

Growth in USPTO Patents

comparing to 2014 (%)

Growth in EPO Patents comparing to 2014 (%)

1 USA 4365 421 10.37 - 7.70 16.62

2 Japan 902 131 6.89 - 20.59 -7.09

3 South Korea 839 52 16.13 - 41.25 -28.77

4 Taiwan 500 12 41.67 - -7.92 50.00

5 China 393 28 14.04 - 14.58 100

6 Germany 307 229 1.34 - 5.86 11.17

7 France 242 152 1.59 - 16.91 8.57

8 Netherlands 156 43 3.63 - 33.33 13.16

9 UK 109 45 2.42 +1 9.00 0

9 Canada 109 14 7.79 - -3.54 0

10 Singapore 65 2 10.37 +3 51.16 -75.00

Top 10 Countries in Nanotechnology Granted Patents in USPTO in 2015

Количество патентов по нано выданныхиз патентного бюро USPTO в 2015 году

http://statnano.com/news/53225

Page 8: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

3597 PRODUCTS 562 COMPANIES 44 COUNTRIEShttp://product.statnano.com/

Данные на январь 2016 года

Page 9: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

БИОТЕХНОЛОГИИ Разработки в мире

Использование молекулярной самосборки (ДНК-оригами): из ДНК для создания «нанокамер», в которых активность фермента увеличивается в 8 раз, из белка и ДНК для создания защитных структур для микроорганизмов, из золотых частиц и ДНК для создания наноинструментов по изготовлению транспорта, доставляющие необходимые свойства для борьбы с раком и пр.. Созданы работающие под действием изменения света «наноножницы» из молекул бензола и ДНК, а также сделанный из ДНК наноразмерный вращающийся ротор, что является вкладом в разработку наномеханизмов.Применение пищевых добавок из наночастиц для индивидуализации вкусовых качеств продуктов питания. Так, на прилавках магазинов в Голландии недавно появилось вино Nano Wine. При комнатной температуре Nano Wine имеет вкус фруктового вина из винограда мерло, однако при изменении температуры вкус и запах напитка меняются в сторону земляных оттенков. Таким образом, покупая одну бутылку вина можно угодить сразу нескольким людям с разными вкусами: любителям каберне, пино нуар, кьянти.

Page 10: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

БИОТЕХНОЛОГИИ Разработки в России

Создан в разы более точный, быстрый и дешевый, чем прежде биохимический анализ белковых концентраций в жидкостях на основе магнитных наночастиц в тест-полоске.Разработан и внедрен способ получения наночастиц серебра в коллоидных растворах (коллоидное серебро, наносеребро) и впервые в стране налажено их производство в качестве биоцидного модификатора, а также производство дезинфицирующих средств на их основе для промышленного и бытового применения. Производимая продукция реализуется под маркой «AgБион».

Page 11: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

МЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИКА Разработки в мире

Для борьбы с болезнетворными бактериями разработан метод пузырьковой нанолитографии, который позволяет перемещать наночастицы с лекарствами и самих вирусов и бактерий в нужном направлении. А такие наночастицы как квантовые точки смогут своим окислительно-восстановительным потенциалом разрушать болезнетворные штаммы бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. При болезни Альцгеймера, эпилепсии и ряде других недугов, когда возникает необходимость в неоперационных методах стимуляции клеток головного мозга также используют квантовые точки.

Page 12: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

МЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИКА Разработки в мире

Разработаны безвредные имплантаты-датчики для мониторинга таких параметров внутричерепной среды как температура, давление, кислотность и другие, что необходимо при различных повреждениях мозга, например, после травмы или операции. Эти датчики в виде мембран толщиной в десятки микрометров, покрытых слоем оксида кремния толщиной около 100 нанометров рассасываются со временем и не требуют хирургического удаления. Создан также имплантат, который даст возможность лечить ряд нейродегенеративных расстройств, сопровождающийся параличом.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 13: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

МЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИКА Разработки в мире

Разработаны наномагниты, введение которых в кровь позволяет очищать ее от токсинов. После процедуры очистки наномагниты отфильтровываются из крови с помощью большого постоянного магнита на внешней стенке сосуда.

Для прицельного выявления и терапии опухоли с помощью доставки химиопрепарата к ней используют не только бактериофаги, но и флуоресцентные наночастицы.

Наносенсоры из нитей золота и графена, встроенные в пластырь для мониторинга и терапии содержания сахара при диабете.

Page 14: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

МЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИКА Разработки в России

На основе нетоксичных наночастиц серебра выпускается в форме биодобавки медицинский антивирусный и противогрибковый препарат «Арговит».

Фуллерены в виде водной дисперсии предполагается подкожно вводить пациентам, страдающим атопическим дерматитом. Фуллерены обладают хорошими антиоксидантными свойствами.

Разработан и реализуется проект по созданию производства инновационных лекарственных препаратов против возрастных заболеваний на основе «ионов Скулачева» — инновационных антиоксидантов с размером молекулы около 1,5 нанометра. Препараты предназначены для лечения глазных и сердечно-сосудистых заболеваний.

Page 15: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ Разработки в мире

Создание робота-хамелеона из пластин металла с плазмонными наночастицами, что позволяет ему посредством встроенных датчиков анализировать окружающую цветовую гамму, подстраиваясь по неё.

Разработка и промышленный выпуск различных наноаэрозолей и спреев, которые, в одном случае, покрывают кожаную, текстильную и пр. поверхности гидрофобной и самоочищающей пленкой, в другом – выступают в качестве антиобледенителя на стеклах автомобилей и самолетов, в третьем - создают покрытие из токопроводящих частиц, служащее в качестве антенны, например, на самолете.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 16: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ Разработки в мире

Суперклей из наностержней по прочности сопоставимый со сваркой и пайкой. Адгезивные перчатки на основе эффекта геккона позволяют теперь человеку забраться на вертикальную стеклянную стену.

Прочнейшие пленки из углеродных нанотрубок для бронирования поверхностей.

Тонкий слой графена, нанесенный на поверхность металла, снижает силу трения почти до нуля, что позволит в ближайшем будущем использовать этот материал в качестве суперсмазки для механических устройств.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 17: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ Разработки в России

Разработаны пожаростойкие стекла на основе гелевых наномкомпозитов.

Созданы технологии, обеспечивающие высококачественную очистку и надежную защиту памятников архитектуры от различных загрязнений и неблагоприятных погодных условий. Технология включает в себя обработку загрязненной поверхности лазерным излучением и последующее нанесение инновационного гидрофобного покрытия.

Обнаружена многофункциональная по применению коробчатая графеновая наноструктура.

Углеродные нанотрубки планируют использовать для улучшения прочностных свойств горных лыж.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 18: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

НАНОМАТЕРИАЛЫ Разработки в мире

Разработан рецепт белого графена (прозрачность дает гексагональный нитрид бора), который может использоваться в качестве подложки для технологий способных сокращать толщину, увеличивать прочность и гибкость, а также быстроту действия электронных устройств.

Создаются различные молекулярные конструкции по типу Lego, тканевого плетения и нитей, решеток, «лесов» и т.п.: кристаллы, полимеры, нанотрубки, стеклоуглерод, германиевые нанонити и т.д. Все это позволяет улучшить свойства материалов.

Создали полимер с памятью формы, который поднимает груз в 1000 раз больше собственного веса, а также абсолютно черный материал (в виде спрея), который поглощает не нужный для приборов свет (ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный).

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 19: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

НАНОМАТЕРИАЛЫ Разработки в России

Используется базальтопластик в композитных крепежных материалах при строительстве экспериментальных многоэтажных жилых домов, а также детских садов и школ.

Создан удобный для дыхания фильтр из нейлоновых нановолокон.

Химически синтезированный из глицерина фуллеренол, необходимый для фармакологии, материаловедения, агропрома намного дешевле тех фуллеренолов, что синтезированы электродуговым или плазменным методами.

Производство наноразмерных дисперсий, наноструктурированных полимеров, армированных базальтовыми волокнами в качестве добавок к материалам, что повышает их огнезащитность, износостойкость, антикоррозийность и пр.

Page 20: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в мире

Разработаны микрочипы, имитирующие работу на клеточном уровне отдельных органов и организма в целом человека, что позволяет проводить медицинские испытания без подопытных животных.

Создана микроскопическая 3-D печать с диаметром сопла «печатающей головки» 300 нм, что еще один шаг в развитии медицинских нанороботов.

Разработаны самособирающиеся молекулярные нано-опто-электронные схемы для нанокомпьютеров, а также микрочипы, работающие на основе энергетических молекул АТФ живой клетки.

Учёные создали гибкий датчик из жевательной резинки и углеродных нанотрубок, который может быть использован в фитнес-трекерах и другой носимой физиодиагностической электронике.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 21: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в мире

Созданы кремниевые фотонные микрочипы, нанолазеры, которые еще больше по сравнению с электронными миниатюризируют технические процессы.

Разработан эластичный наноматериал для «умных» контактных линз. Сохраняя прозрачность, этот высокотехнологичный материал способен отфильтровывать определённые цвета, а также действовать по принципу цифровых экранных очков виртуальной реальности.

Изобретен «вечный» кварцевый диск, который выдерживает нагрев до тысячи градусов Цельсия и может сохранять записанную информацию на протяжении 13,8 миллиардов лет при температуре в 190 градусов. При этом на одну пластину можно записать до миллион раз по 360 миллионов байт данных.

Page 22: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в мире

Разработаны крошечные ремонтные нанодвигатели, способные самостоятельно искать и заращивать незначительные механические повреждения, к примеру микротрещины, в сложных миниатюрных электронных устройствах.

Созданы графеновые ленты в спинтронных нанотранзисторах.

Разработаны протеиновые нити диаметром примерно 2 нм на основе волокон микробного белка, которые транспортируют электрические заряды со скоростью миллиард электронов в секунду, что достаточно для использования их в приложениях наноэлектроники.

Page 23: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в мире

Физики спроектировали и создали самое маленькое радио — величиной всего в одну нанотрубку, диаметр которой в 10000 раз меньше диаметра человеческого волоса. Нанорадио может использоваться для разных нужд — от сотовых телефонов до микроскопических устройств, которые анализируют окружающую обстановку и передают информацию посредством радиосигналов.

Создана 40 нм технология «вертикальной» 32-42 слойной флеш-памяти, что позволяет информационным процессам быть энергоёмкими, быстрыми и экономичными.

Page 24: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в мире

Завершается разработка 3-D камеры с графеновыми сенсорами, что позволит при меньших габаритах, чем у коммерческих аналогов, получать изображения и видео с более высоким разрешением и пространственной глубиной.

Сделана нанолинза толщиной в 9 атомных слоев, которая будет полезна для создания гибких дисплеев и миниатюрных камер.

Page 25: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в России

Ученые разработали и опробовали методику сглаживания неровностей поверхности оргстекла в нанометровом и субнанометровом диапазонах, что важно для конструкционных материалов в наноэлектронике.

Разработана технологию создания прозрачной и гибкой магнитной пленки, в 10% объема которой содержатся серебряные нанонити, взаимодействующие с наночастицами магнетита. Пленка сможет найти применение в производстве гибких дисплеев, в качестве средства защиты от электромагнитного излучения и пр.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 26: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в России

Разработан метод подготовки вольфрамовых зондов для сканирующей туннельной микроскопии пикометрового (1 пикометр = 0,001 нм) разрешения, позволяющих получать изображения отдельных орбиталей электронов внутри атома.

Для фотонных компьютеров ученые вырастили специальные искусственные алмазы, в центре которых вместо атома углерода расположили атом германия. Выращиваются также полимерные полупроводниковые кристаллы для гибких гаджетов.

Page 27: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ОПТИКА И ЭЛЕКТРОНИКАРазработки в России

Разработаны нанофотонные компоненты на основе меди, которые легко интегрируются в фотонные или электронные интегральные схемы на основе кремния. Это полезно при создании светодиодов, нанолазеров, высокочувствительных сенсоров и датчиков для мобильных устройств и т.д.

Учеными создаются различные процессоры на основе нанотехнологий для систем автоматизации, управления, телекоммуникации, искусственной нейродинамики и робототехники. Так, если нейропоцессор вживить в робота, он сможет автономно ориентироваться и адаптироваться в окружающей среде, фактически, как человек, как его нервная система.

Page 28: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬРазработки в мире

Совершенствование свойств литий-ионных батарей: новые материалы для электродов с использованием наночастиц иридия, полимерные пленки с покрытыми графеном наночастицами никеля, аноды из пыльцы растений, заливка натриевого электролита в карбоновую наноструктуру, сделанную из дубового листа. Цель – увеличение энергоемкости, снижение энергопотерь, удешевление, безопасность.

Развитие эффективности солнечной энергетики: во Франции построят 1000-километровую дорогу из солнечных панелей с использованием тонкой пленки из поликристаллического кремния, наноконусы в пленке для повышения фотоэлектрического эффекта, добавление в пленку теллурида кадмия повышающего КПД батареи, встраивание пленки в одежду, оконное стекло и пр. в качестве накопителя и источника энергии, эффективные светоотражающие покрытия.

Page 29: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬРазработки в мире

Создан генератор энергии, встроенный в подошву обуви и работающий на основе эффекта обратного смачивания, когда проводящая жидкость взаимодействует с покрывающей поверхность нанопленкой, в результате чего механическая энергия напрямую преобразуется в электрическую. Также разработан гибкий гибридный пьезоэлектрический наногенератор из целлюлозы, который встраивается в имплантат и служит источником энергии для механизма доставки лекарств и мониторинга в организме.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 30: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬРазработки в России

Разработаны дешевые по цене трехмерные углеродные наноструктуры («нанобакенбарды») с повышенной емкостью и компактностью, встроенные в электроды суперконденсатора - устройства для преобразования энергии торможения гибридных автомобилей.

Созданы миниатюрные ядерные батареи на основе действия изотопа никеля-63, работающие до 100 лет, что важно для работы электроники в дальней космонавтике.

Достижения нанотехнологий в мире и в России (по направлениям)

Page 31: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

В России сейчас работают 68 заводов и центров разработки, в капитале которых

участвует «Роснано».

К маю 2015 г. 57 заводов в 27 регионах произвели продукции на 227 млрд. рублей

В 2015 году чистая прибыль «Роснано» достигла почти 17 млрд. руб.

Page 32: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

К 2015 году объем производства 89 проектных компаний, в которые инвестирует «Роснано», должен был составить не менее 300 млрд руб. — такие задачи ставились еще в 2008 году. В итоге объем производства нанопродукции проектных компаний «Роснано» составил 344 млрд руб. по итогам 2015 года, рассказал Чубайс, сославшись на данные «Росстата».

Общий объем наноиндустрии в России составил порядка 1,3 трлн. руб. по данным

«Росстата».

Page 33: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода
Page 34: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода
Page 35: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Проекты РОСНАНО (по данным интернет-портала http://www.rusnanonet.ru/).

Кластер «Оптоэлектроника и наноэлектроника» - 32.

Полупроводниковые компоненты приборов, оптические сенсоры, сапфировые пластины для светодиодной промышленности, RFID-метки и соответствующая микросистемотехника, магниторезистивная память по технологии 60 нм, интегральные микросхемы по технологии 90 нм и 65 нм, детекторы на основе меченных нейтронов, кварцевые микро- и нанопорошки для наноэлектроники, оптическое волокно с использование нано для улучшения свойств и пр.

Page 36: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Кластер «Наноструктурированные материалы» - 31.

Полимерные дисперсии, пеностекло, энергосберегающее стекло, тонкопленочные нанокомпозитные покрытия, базальтовое волокно, базальтопластики, АБС-пластики, нанокерамика, наноструктурированные мембраны, слоистые наносиликаты и пр.

Проекты РОСНАНО (по данным интернет-портала http://www.rusnanonet.ru/).

Page 37: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Проекты РОСНАНО (по данным интернет-портала http://www.rusnanonet.ru/).

Кластер «Медицина и биотехнологии» - 25.

Фармпрепараты с наноносителями, вакцины на основе наноплатформ, ионы Скулачева, наноструктурированные микросферы и комплектующие к ним для проведения брахитерапии и пр.

Page 38: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Проекты РОСНАНО (по данным интернет-портала http://www.rusnanonet.ru/).

Кластер «Машиностроение и металлообработка» - 15.

Прецизионные трубы из нержавеющих сталей, сверхпрочные пружины, нанокерамические покрытия, нанопорошок кубического нитрида бора для режущего инструмента, электрохимические станки для прецизионного изготовления деталей из наноструктурированных материалов и нанометрического структурирования поверхности и пр.

Page 39: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Проекты РОСНАНО (по данным интернет-портала http://www.rusnanonet.ru/).

Кластер «Солнечная энергетика и энергосбережение» - 11.

Суперконденсаторы, литий-ионные аккумуляторы, солнечные модули, светодиодные чипы и пр.

Page 40: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Кластер «Оптоэлектроника и наноэлектроника»

Микроэлектроника – самая наукоемкая отрасль: затраты на R&D составляют ~$50млрд.

Микроэлектроника объединяет науку и производство

~ 250 млрд. шт. микросхем производится ежегодно

Микроэлектроника лежит в основе 90% всех инноваций

25% всех систем приходится на микросхемы

Page 41: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Кластер «Оптоэлектроника и наноэлектроника»

500 нм

350 нм

250 нм180 нм

130 нм90 нм 65 нм 45 нм 32 нм 22 нм

Уменьшение минимальных размеров в два раз происходит каждые 4 годаОсновная идея

микроэлектроники: минимум места + максимум элементов

Ни одна другая отрасль не развивается такими темпами

Современный транзистор в 10 миллионов раз дешевле, чем транзистор образца 1968 г. Если бы цены на автомобили упали столь же значительно, сегодня новый автомобиль стоил бы менее 1 цента

Page 42: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Микроэлектроника вокруг нас

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Телекоммуникации

Компьютерная техника

Системы безопасности и

др.

Транспорт

Промышленность

Медицина Космос

Микроэлектроника – основной стимул развития смежных отраслей

Page 43: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Роль наноиндустрии в инновационной экономике

Кластер «Оптоэлектроника и наноэлектроника» MRAM [Crocus]

• Создание производства магниторезистивной оперативной памяти в России

• Бюджет: 11,1 млрд.руб.

• Пуск производства: IV кв.2013 года

Page 44: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Кластер «Оптоэлектроника и наноэлектроника» Твердотельная светотехника [Оптоган]

Роль наноиндустрии в инновационной экономике

• Проект по производству светодиодов и систем освещения на их основе

• Бюджет: 4,6 млрд. руб.

• Пуск производства: ноябрь 2010 г.

Page 45: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

По сравнению с обычными препрегами прочность ↑ :

• на 35% - за счет использования наночастиц• на 88% - за счет наномодифицированного связующего

Для углеродного однонаправленного препрега:прочность на разрыв продольная/поперечная – 1.5-2.5/0.09 ГПа (Т=180ºС)

Для углеродно-полиимидного препрега:прочность на разрыв 1.5 – 1.8 ГПа, термостойкость > 320ºС

Препреги на основе наномодифицированных углеродных и минеральных волокон

• Стекловолокна• Углеродные волокна• Базальтовые волокна • Арамидные волокна и др.

• Эпоксидные • Полиимидные • Фенольные• Полиэфирные и др.

Армирующий материал

Связующее

Фюзеляж самолета

АвтокомпонентыСпортивные товарыВетроэнергетика

Корпуса судовХК «Композит»г. Москва

45

Кластер «Наноструктурированные

материалы»

Page 46: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Изделия из высокотвердых наноструктурированных материалов

ООО «Вириал»г. Санкт-Петербург

Для изготовления:

Наноструктурированные керамоматричные композиты

Наноламинированный пиролитический нитрид бора

Наноструктурированные керамические и металлокерамические материалы

Материалы:

Режущего инструмента

Тиглей, трубок и т.д.

Трибологических узлов

Износостойких изделий

Плотность ~ 3 г/см3 (ZrO2 ~ 6, BK8B ~ 14.5)

Модуль упругости ~ 400 ГGа (ZrO2 ~ 200, BK8B ~ 580)

Прочность на изгиб/сжатие ~ 0.3-0.5/2.5 ГПа (ZrO2 ~ 0.9/2, BK8B ~ 2/4.5)

Твердость (Викерс) ~ 25 Гпа (ZrO2, BK8B ~ 13)

Трещиностойкость ~ 4 Мпа*М1/2 (ZrO2 ~ 11, BK8B до 20)

46

Кластер «Наноструктурированные материалы»

Page 47: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Базальтопластики

• «Гален», Чебоксары• ООО «ТБМ» + Институт физико-технических проблем

Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, г. Якутск

ГАЛЕНТБМ

Преимущества:- дешевизна;- коррозионная стойкость;- небольшой вес;- повышенная прочность;- негорючесть;- пониженная теплопроводность.

47

Кластер «Наноструктурированные материалы»

Page 48: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Высокобарьерные полимерные пленки для выпуска гибкой упаковки

Сферы применения:

упаковка продуктов питания, бытовой химии, косметических средств, кормов для животных и т.д.

Конкурентные преимущества:

снижение использования консервантов в продуктах питания;

увеличение сроков хранения продукции;

сокращение технологического цикла производства в семь раз;

снижение стоимости и веса упаковки;

экологичность материала, возможность вторичной переработки.

Место размещения: г. КазаньКол-во рабочих мест: 600Дата запуска завода: ноябрь 2011 г.

48

Кластер «Наноструктурированные материалы»

Page 49: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Наноструктурированные мембраны и разделительные модули на их основе

ЗАО «РМ Нанотех»г. Владимир

Области применения:• электроэнергетика, микроэлектроника • обессаливание и получение питьевой

воды, очистка сточных вод

Конкурентная цена при характеристиках продукции на уровне лучших мировых аналогов:

Наименование показателей Фильтрация Обратный осмос

Производительность, л/час 2500 1700

Селективность, % 70 99

Стойкость к активному хлору, мг/л 1 0,1

Стоимость на росс. рынке, $ США 700 850

Себестоимость, $ США 550 680

49

Кластер «Наноструктурированные материалы»

Page 50: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода
Page 51: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

В 2015 году заказы портфельных компаний на исследовательские и опытно-конструкторские работы достигли 7, 2 миллиарда рублей, - сообщил глава "Роснано". - В нашем случае это означает, что частный бизнес осознал важность таких вложений и перестал скупиться на НИОКР. Мы добились, может быть, главного: инновационные предприятия питают науку и сами для себя воспроизводят инновации.

Page 52: Достижения нанотехнологий в мире и в России за последние полгода

Износостойкость, жаропрочность, сверхтвердость, сверхлегкость, гидрофильность,гидрофобность, восстанавливаемость, энергоёмкость, гибкость, субклеточная транспортабельность, компактность,самоорганизуемость,низкая себестоимость.

Перспективы совершенствования следующих параметров: