Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Профессор ТУСУРа Павел Троян прочитал открытую лекцию для томичей

22 ноября 2012
Профессор ТУСУРа Павел Троян прочитал открытую лекцию для томичей
Во вторник, 20 ноября, профессор ТУСУРа Павел Троян прочитал открытую лекцию для томичей на тему «Нанотехнологии: оптимизм и опасения» в рамках проекта «Томские лекции» по развитию приоритетных направлений проекта «ИНОТомск 2020». Вторым лектором выступил Юрий Моргалёв, директор центра «Биотест-Нано». На лекцию пришли более 100 слушателей.

Лекторы рассказали ученикам старшей школы, студентам, преподавателям и представителям научно-исследовательских центров о научной области, интерес к которой в последние годы проявляют всё больше людей, – области нанотехнологий. Профессор ТУСУРа Павел Троян и директор центра «Биотест-Нано» Юрий Моргалёв раскрыли особенности таких направлений, как наноэлектроника и наноматериалы. Каждое из этих направлений обладает своими особенностями, изучение которых открывает новые возможности для других областей науки или производства товаров, применимых в повседневной жизни.

Первым лектором выступил Павел Троян, заведующий кафедрой физической электроники факультета электронной техники ТУСУРа. В начале своей лекции профессор привёл обобщённую справку о том, что же такое нанотехнологии. По его словам, сегодня существует две концепции, описывающие данную область. «С одной стороны под нанотехнологиями понимаются способы получения объектов размерами от 1 до 100 нанометров», – обозначил лектор. - Согласно второму определению нанотехнологии представляют собой совокупность способов и методов синтеза и обработки нанообъектов, включая диагностику, кадровый потенциал и т. д. Что касается получения объектов размерами от 1 до 100 нанометров, то на данный момент существует две парадигмы: «сверху-вниз» и «снизу-вверх»». По словам профессора ТУСУРа, согласно первой парадигме элементы печатной платы или интегральной микросхемы и их функции всегда остаются неизменными, происходит лишь постепенное уменьшение этих элементов за счёт повышения качества литографии. Вторая парадигма, в свою очередь, представляет собой процесс, благодаря которому элементы наноразмеров образуются из атомов и молекул за счёт их структурирования. По мнению Павла Трояна, наиболее перспективным направлением с точки зрения развития нанотехнологий является направление «снизу-вверх». Как отметил лектор, возможность перемещения атомов и создания тем самым структур из отдельных атомов (что и является особенностью данной технологии), может также приводить к получению новых свойств привычных материалов.

Далее профессор ТУСУРа перешёл к особенностям одного из направлений области нанотехнологий наноэлектронике, которой лектор занимается в рамках своей научной и преподавательской деятельности. По его словам, сегодня наблюдается значительный рост рынка полупроводников. «С 1987 по 2010 годы рынок полупроводников увеличился с 33 до 300 миллиардов долларов», - отметил Павел Троян. Развитие электроники, как обозначил в своём выступлении лектор, подчиняется всем известному закону Мура, который в то же время для наноэлектроники означает уменьшение топологических размеров элементов в геометрической прогрессии. При этом он обозначил исторический факт, что при уменьшении топологических размеров элементов количество компаний, способных обеспечить производство электронных устройств с такими элементами, постоянно сокращалось. Как правило, это связанно с тем, что при переходе к наноразмерам существенно меняются свойства веществ вплоть до того, что формулы традиционной радиотехники перестают работать, что, в свою очередь, требует смены подхода при проектировании и разработке устройств.

Павел Троян отметил, что сегодня существует не так много устройств на основе нанотехнологий. «К ним относятся HEMT-транзисторы, которые производятся в ТУСУРе», - обозначил лектор. Также к этим устройствам можно отнести LED-светодиоды, в том числе органические светодиоды. Профессор ТУСУРа обозначил приоритетные на сегодняшний день направления в нанотехнологиях - это гетероструктурная СВЧ-электроника, спинтроника и др. Завершил лектор своё выступление последним достижением в области наноэлектроники, принадлежащим компании IBM: они создали элемент памяти в 1 бит на 12 атомах, тогда как традиционно 1 бит базируется на сотнях тысячах атомов.

Юрий Моргалёв, директор центра «Биотест-Нано», раскрыл особенности другого направления – наноматериалов. В частности, он рассказал о том, какими опасными и полезными свойствами обладают наноматериалы при взаимодействии с окружающей средой, растениями, животными и человеком в частности. Начал лектор с краткого введения в ситуацию сегодняшнего рынка наноматериалов и наночастиц. По его словам, на данный момент на рынке представлено более 5 тысяч предложений различных продуктов, содержащих наночастицы. К таким продуктам можно отнести всем известные и всеми используемые бытовые продукты: пищевые продукты, ткани, косметику, лекарства и т. д. По словам Юрия Моргалёва, область наноматериалов является сегодня крайне популярной у представителей разных сфер деятельности, что доказывают приведённые лектором цифры: более 50 % проектов в этой области окупаются менее, чем за 10 лет, а количество инвестиций в эту область увеличивается с каждым годом.

В связи со столь стремительным развитием области нанотехнологий, а следовательно и наноматериалов, возникает вполне закономерный вопрос: безопасны ли эти материалы, а также те продукты, в которых используются наночастицы? Деятельность центра «Биотест-Нано» направлена на изучение влияния наноматериалов и наночастиц на окружающую среду и её обитателей, а также на разработку методик, нацеленных на обеспечение безопасности и защиты от вредных свойств наночастиц. Юрий Моргалёв отметил, что одной из особенностей наноматериалов и наночастиц является то, что ряд внешних факторов может привести к развитию их токсичных свойств. По словам директора центра, сегодня существует два направления работ по нанобезопасности: безопасность для человека и безопасность для окружающей среды (причём первое направление наименее развито, нежели второе).

«Небольшой размер наночастиц приводит к тому, что они могут проникать через кожу, через поверхности внутренних органов в организм и там оседать», - объяснил принцип «вхождения» в живой организм наночастиц лектор. Наночастицы могут попадать в организм через лёгкие, кожу, кишечник, инъекции и имплантаты, которые обрабатываются наноматериалами. Но Юрий Моргалёв также отметил, что наночастицы могут доставлять не только вредные вещества в клетки организма, но и полезные, что начинают активно использовать в медицине. «К сожалению, в процессе эволюции не выработался механизм, который бы блокировал попадание в организм наночастиц, которые несут на себе вредные вещества», - отметил лектор.

Как обозначил в своём выступлении Юрий Моргалев, опасность наночастиц и наноматериалов заключается ещё и в том, что они могут нарушить баланс экосистемы, в которой живёт человек, что, в свою очередь, приведёт к опасным последствиям. Одним из способов изучения таких реакций является помещение живого организма в среду с различными наночастицами и анализ происходящих процессов. В центре «Биотест-Нано» Юрий Моргалёв с сотрудниками изучали организмы и растения на предмет наибольшей чувствительности к существующим наноматериалам. «По результатам было выявлено достоверное влияние наночастиц на организмы – от бактерий до рыб», - отметил лектор. Но, как упоминалось ранее, это влияние может быть как губительным, так и способствующим развитию, что и доказали исследования. Стоит отметить, что центр «Биотест-Нано» – это единственный аккредитованный центр в России по оценке безопасности наноматериалов. Разработанный центром комплекс методик носит официальный характер и применяется в производственных процессах по всей России.

Лекция «Нанотехнологии: оптимизм и опасения» стала третьей в цикле «Томские лекции» по приоритетным направлениям развития проекта «ИНОТомск 2020» в 2012 году. Благодаря этой лекции стали известны и более понятны новые направления в области нанотехнологий. Слушатели, пришедшие на лекцию, узнали не только о том, что такое нанотехнологии, наноэлектроника и наноматериалы, но и о том, какие направления сегодня являются наиболее приоритетными, какое место на мировом рынке нанотехнологий занимает Россия, и какие перспективы она имеет на ближайшие годы, как каждый человек в повседневной жизни сталкивается с продуктами этой области, не имея при этом возможности и необходимости проводить время в научных лабораториях для изучения свойств наноматериалов.

  • Профессор ТУСУРа Павел Троян прочитал открытую лекцию для томичей
  • Профессор ТУСУРа Павел Троян прочитал открытую лекцию для томичей

Материалы по теме

29 июня 2017

О планах по развитию магистерских программ в Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники на пресс-конференции в медиацентре РИА «Томск» 28 июня рассказал директор департамента образования вуза Павел Ефимович Троян.

11 апреля 2017

12 апреля в честь Всемирного дня авиации и космонавтики в ТУСУРе для всех желающих пройдёт лекция «Большие проблемы маленькой планеты Земля. Взгляд из космоса».

10 августа 2017

В Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) создан Центр цифровой экономики для содействия реализации государственной программы, разработанной по поручению Президента Российской Федерации. Программа ориентирована на повышение конкурентоспособности страны и качества жизни населения посредством использования потенциала, заложенного в цифровых данных, рассматриваемых как ключевой фактор производства.

04 мая 2017

Ректор ТУСУРа Александр Шелупанов: «Нам удалось, используя в основном собственные ресурсы, увеличить значимые для вуза показатели по всем направлениям деятельности».