Линн Фостер - Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности

• Название: Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности
• Автор: Линн Фостер
• Жанр: Образовательная литература
• Год: 2008
• ISBN: 978-5-94836-16

В предлагаемой книге авторы – известные ученые и бизнесмены, занимающиеся теоретическими и практическими проблемами нанотехнологий, – описывают состояние дел и перспективы их развития на ближайшее десятилетие, а также возможное воздействие нанотехнологий на глобальные процессы.

Книга предназначена для широкого круга читателей: научных работников, специалистов, а также студентов профильных учебных заведений.

Перевод: Арсен Хачоян

---

(1) Установление целей, приоритетов и параметров, позволяющих точнее оценивать состояние нанотехнологических исследований в государственном масштабе и вырабатывать соответствующие программы развития; (2) финансировать из федерального бюджета исследования в нанотехнологии и смежных науках, необходимые для достижения поставленных целей, и (3) обеспечивать межведомственную координацию действий для повышения эффективности исследований и выполнения программы.

ННИ сохраняет свое значение в качестве основного документа, которым руководствуется исполнительная власть при выполнении Национальной нанотехнологической программы и осуществлении многих функций, в число которых входят развитие новых технологий и их коммерциализация.

В декабре 2004 года, следуя указаниям и рекомендациям закона 108–153, руководство ННИ выработало Стратегический план развития, определяющий перспективы, цели и стратегию правительства в этой области, описанные выше [26] . В данной главе автор пытается очень кратко обрисовать основные подходы и роль правительства США в руководстве развитием нанотехнологий.

6.2. Научные исследования и развитие

Вплоть до начала Второй мировой войны правительство США играло очень незначительную роль в финансировании научно-технических исследований. Основное финансирование научных разработок осуществлялось частными фондами, корпорациями и высшими научными заведениями, в состав которых входили лаборатории. Из бюджета Министерства обороны США финансировались лишь некоторые прикладные разработки (обычно связанные с новым оборудованием или технологиями для армии и военноморского флота), но не фундаментальные исследования. Серьезную поддержку в 1930-х годах получали только некоторые лаборатории, связанные с разработкой и испытаниями нового авиационного оборудования, которые финансировал Национальный консультативный комитет по аэронавтике (гораздо позднее преобразованный в Национальное управление по авиации и космонавтике, НАСА). Правительство финансировало некоторые фундаментальные исследования в агротехнике через Министерство сельского хозяйства, руководствуясь законом Хэтча (Hatch Act) 1887 года о поддержке науки в провинциальных колледжах. Несколько лучше обстояло дело с фундаментальными исследованиями в области медицины (и соответственно биологии), финансовая поддержка которых со стороны федерального правительства началась с конца XIX столетия. В 1930-е годы это финансирование возросло с образованием Национального института здоровья США (NIH). Существовали и некоторые другие механизмы финансирования и содействия, помимо перечисленных выше, однако в целом следует признать, что до начала Второй мировой войны в США не существовало системы федеральной поддержки научно-технических исследований.

Вторая мировая война наглядно продемонстрировала возросшее значение науки и технологии и заставила правительство США взять на себя поддержку и финансирование не только прикладных разработок, связанных с конкретными военными потребностями, но и серьезной фундаментальной науки. Читатели наверняка слышали о знаменитом письме Альберта Эйнштейна президенту Рузвельту, сыгравшем важную роль в истории ядерного оружия. С тех пор федеральное правительство продолжает финансировать множество фундаментальных и прикладных научнотехнических исследований в физике и других науках. Финансирование и разносторонняя поддержка осуществляются через целый ряд специализированных правительственных учреждений: Научно-исследовательская служба военно-морского флота США (Office of Naval Research, ONR), Комиссия по атомной энергии, Национальный научный фонд (National Science Foundation, NSF) и некоторые другие, большей частью возникшие в годы войны или сразу после нее.

В период холодной войны федеральная поддержка фундаментальных научно-исследовательских работ непрерывно возрастала, охватывая все новые направления, связанные с вооружением (ядерная физика, электроника, материаловедение, космические исследования и т. д.). Применение этих разработок одновременно оказалось исключительно полезным для гражданского сектора экономики, включая ядерную энергетику, производство дешевых и надежных интегральных схем в электронике, внедрение вычислительной техники в банковскую систему, развитие гражданской авиации и т. п. Почти все эти достижения прямо или косвенно связаны с ростом научных знаний о строении вещества на атомномолекулярном уровне.

В конце 1960-х годов общий уровень федерального финансирования фундаментальных исследований и НИОКР несколько снизился (с учетом реального курса доллара), однако в конце 1970-х и середине 1980-х годов вновь стал резко увеличиваться, особенно в области энергетики и обороны [27] . Кроме того, значительно возросла поддержка, получаемая Национальным институтом здоровья США, что было связано сначала с объявлением президентом Ричардом Никсоном «войны с раком», а затем с совместным обещанием республиканской и демократической партий удвоить финансирование Национального института здоровья в первые годы XXI века.

Все послевоенные годы федеральное финансирование фундаментальных исследований оказалось исключительно полезным и плодотворным не только для обороны США, но и для развития гражданских секторов экономики и здравоохранения. Из наиболее крупных достижений за этот период стоит отметить оснащение вооруженных сил США электронной техникой, значительные успехи в медицине и бурное развитие Интернета. Нельзя не заметить, что после окончания Второй мировой войны стандарты американского образа жизни и благосостояния значительно возросли, что в немалой степени связано с научно-техническим прогрессом и новыми научными разработками, щедро финансируемыми федеральным правительством.

Особо следует отметить тот факт, что большая часть фундаментальных исследований в области физики элементарных частиц и физического материаловедения во второй половине XX века осуществлялась (и продолжает осуществляться) в национальных лабораториях правительства США. Эти исследования значительно продвинули наше понимание свойств материи на атомно-молекулярном уровне и создавали новые возможности для измерения, визуализации и управления этими свойствами. Медицинские исследования, проводимые в Национальном институте здоровья, расширяют наши познания о фундаментальных принципах существования жизни и т. д. Еще раз отмечу, что все эти работы щедро финансировались правительством США в течение полувека, и именно это позволило создать научно-техническую основу грядущей нанотехнологической революции наступившего столетия.

6.2.1. Участие федерального правительства в развитии нанотехнологий. Проблема разделения фундаментальных и прикладных исследований

Политические партии в последние годы часто спорят об участии федерального правительства в различных научно-технических разработках прикладного характера, однако они единодушны в том, что фундаментальные исследования должны финансироваться государством. Такое согласие вызвано очевидным пониманием как важности таких исследований, так и столь же очевидным фактом, что частные организации никогда не смогут их финансировать. Фундаментальные исследования могут продолжаться десятилетиями, зачастую не обещая никаких прямых прибылей или преимуществ. Более того, в последние годы роль федеральной поддержки таких исследований значительно возросла, так как многие научно-технические разработки стали исключительно дорогостоящими, вследствие чего даже очень крупные и богатые корпорации, такие как AT&T и RCA, вынуждены сворачивать или ограничивать свои научноисследовательские отделы. В этих условиях ключевую роль в организации фундаментальных исследований в нанонауке начинают играть связанные с ННИ организации, такие как Национальный научный фонд, Отдел науки в Министерстве экономики (это министерство занимается в США проблемами ядерной физики) и т. д.

В отличие от фундаментальных исследований (где значение правительственной поддержки никем не оспаривается) участие федеральных ведомств в прикладных научно-технических разработках часто вызывает серьезные общественные дебаты. Разделение исследований на фундаментальные и прикладные не очень существенно для специализированных правительственных ведомств (Министерство обороны, НАСА или Национальный институт здоровья), поскольку они чаще всего бывают заинтересованы именно в прикладных разработках или даже в конкретных материалах или изделиях. Этим агентствам обычно легко вводить нанотехнологические разработки в свои планы и находить для них соответствующие источники финансирования. Например, Министерство обороны всемерно поддерживает проекты создания нанодатчиков (для регистрации или обезвреживания опасных химических, биологических, радиологических или взрывчатых веществ), а НАСА – щедро финансирует работы по созданию сверхлегких и сверхпрочных наноматериалов для космической отрасли. Через Национальный институт здоровья давно финансируются исследования наноструктур, способных проникать в больные ткани и использоваться при радиационной или химической терапии.