6.4. Оборудование и аппаратура

6.4. Оборудование и аппаратура

Нанотехнологические исследования все чаще требуют разработки очень сложного оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры. Можно даже сказать, что одним из ключевых моментов в создании нанонауки стала разработка сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) лабораторией фирмы IBM (Цюрих) в 1980-х годах. Именно аппаратура типа СТМ позволяет ученым «изображать, измерять, моделировать и манипулировать материальными объектами в нанометрическом диапазоне»[29]. Эффективное использование столь сложных инструментов создает, в свою очередь, дополнительные технические трудности, например, требует строительства специальных помещений и зданий, способных обеспечить очень высокий уровень вибро-, термо– и звукоизоляции, и т. д. Многие нанотехнологические исследования и процессы просто не имеет смысла проводить без создания мощной и сложной инфраструктуры.

Программа ННИ предусматривает несколько вариантов решения этой сложной проблемы, поскольку лишь некоторые, очень крупные исследовательские организации могут создавать такую инфраструктуру за счет собственного бюджета. Известно, что интересные научные открытия часто осуществляются небольшими исследовательскими группами или даже учеными-одиночками, которые не могут закупать сложное и дорогое оборудование. Кроме того, даже самое блестящее научное достижение должно пройти длительный путь, прежде чем сможет стать полноценным коммерческим продуктом, вследствие чего на этапе внедрения любой исследователь сталкивается с необходимостью иметь доступ к специальной и сложной контрольно-измерительной аппаратуре. Повторю, что только очень большая корпорация или организация может позволить себе организовать собственную инфраструктуру для решения нанотехнологических задач, а правительство США заинтересовано в максимально широком вовлечении небольших высокотехнологических стартовых компаний, которые всегда служили «двигателем» американской экономики и осуществляли наиболее важные инновационные и коммерческие проекты в нашей истории.

Поэтому, возможно, самой важной задачей правительства и связанных с ННИ агентств станет именно обеспечение возможностей использования сложной аппаратуры и оборудования самым широким кругом ученых и инженеров, работающих в университетах, лабораториях фирм или в одиночку. Руководство ННИ придает этому аспекту своей деятельности очень большое значение и предпринимает серьезные шаги для того, чтобы все исследователи в данной области могли получить доступ к современной аппаратуре и приборам, основываясь лишь на профессиональной квалификации и личных достижениях. Наиболее важными элементами программы ННИ в этом направлении выступают два очень крупных проекта: (1) создание Министерством обороны США пяти крупных региональных центров Национальной сети для разработчиков нанотехнологий (Nanoscale Science Research Center, NSRC) по всей стране и (2) создание Национальным научным фондом так называемой Национальной сети инфраструктуры нанотехнологических исследований, объединяющей тринадцать ведущих университетов и находящуюся в их распоряжении аппаратуру[30]. Кроме того, Национальный научный фонд поддерживает и другую систему, в которую входят семь университетов со своим специализированным оборудованием, относящимся к моделированию поведения наноструктур и связанных с ними систем[31]. [Более подробно читатель может ознакомиться с политикой ННИ в создании инфраструктуры наноисследований и другими программами в книге «Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований». М., Мир, 2002. Прим. перев. ]

Еще одна очень важная обязанность правительственных организаций состоит в поддержке разнообразных исследований, связанных с разработкой дорогостоящей аппаратуры для наноисследований. Все последние годы прогресс в описываемой области был связан с атомно-силовыми и другими зондовыми микроскопами, позволяющими оперировать отдельными атомами. Естественно ожидать, что дальнейшее развитие нанонауки потребует создания какой-то совершенно новой аппаратуры и новых приборов. В разработке инструментальной базы ключевую роль может играть Национальный институт стандартов и технологии (NIST), а также связанные с нанотехнологиями некоторые университеты, получающие финансирование от Национального научного фонда.