CC BY
12
О процессах развития нанотехнологий
Опыт анализа и оценки
А. И. ТЕРЕХОВ,
кандидат, физико-математических наук,
Центральный экономико-математический институт РАН, Москва
E-mail: a.i.terekhov@mail.ru
В XXI веке нанотехнологии (НТ)1 стали ключевыми: правительства более 60 стран, приняв национальные программы их развития, видят в них источник преобразующих инноваций, воздействие которых может возрасти через «конвергенцию» нано-, био- и инфокогнитивных технологий. Благодаря своей специфике (наукоемкость, междисциплинарность, множественность приложений и т.д.), а также объему вкладываемых ресурсов и масштабам ожидаемых выгод, нанотехнологии вызывают значительный интерес ученых разного профиля, включая науковедов, экономистов, специалистов в области прогнозирования и управления.
Экономические аспекты нанотехнологии
Стремление к экономическим и стратегическим выгодам подталкивает мировые инвестиции в нанотехнологии: в 2008 г., несмотря на начало кризиса, они выросли по сравнению с 2007 г. на 35% (рис. 1). Инвестиции уже приносят отдачу, о которой можно судить по объему продаж наукоемкой продукции: по оценке американской консультационной компании «Lux Research», в 2007, 2008, 2009 гг. он достигал 147, 240 и 224 млрд дол., соответственно. К 2015 г. прогнозируется рост до 3,1 трлн дол. (хотя из-за экономической рецессии возможны поправки). Собственно нанопроизводство гораздо скромнее: например, глобальный
1 На самом деле это «зонтичный» термин для технологий, осуществляющих манипуляцию веществом в нанодиапазоне (1-100 нм; 1 нм - 10-9 м).
Млн дол.
10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
1997 1999 2001 2003 2005 2007
- Инвестиции национальных правительств
- Правительственные инвестиции, включая ассигнования региональных правительств
- Инвестиции корпораций
- Венчурные инвестиции
Рис 1. Динамика мировых инвестиций в исследования и разработки в области нанотехнологии, в 1997-2008 гг., млн дол.
Источник. URL: www.luxresearchinc.com/
рышок фуллеренов и углеродных нанотрубок в 2008 г. оценивался всего в 300 млн дол.2 Триллионные же показатели относятся к суммарному воздействию НТ на экономику по стоимостным цепочкам.
Сферыприменения. Полупроводниковая промышленность представляет наиболее обширное и успешное поле для применения нанотехнологий. Современные интегральные схемы основаны на компонентах и структурных элементах в 30-нанометровом диапазоне, а в ряде случаев - и меньше. Каждый новый ноутбук и iPod работают на чипах, наполненных наноразмерными элементами. На катализаторах (и процессах катализа) с использованием НТ основано производство широкого спектра продуктов (жидкое топливо и пластмассы), а каталитические нейтрализаторы для очистки выхлопных газов автомобилей способствуют улучшению окружающей сре-
2 Nanotechnology Weekly. February 16, 2009.- URL: www.verticalnews.com/
ды. В медицине при лечении рака для целевой доставки обычных лекарств применяются наночастицы; стадию клинических испытаний проходят основанные на НТ контрастные агенты для визуализации раковых клеток и артериальных бляшек. Высокопрочные композиты, включающие углеродные нанотрубки, позволяют выпускать значительно более легкие и проводящие электропровода3.
За три последних года количество видов потребительских продуктов, производимых с использованием НТ, выросло в 4,79 раза (с 212 на март 2006 г. до 1015 на август 2009 г.). К категории «Здоровье и фитнес» (предметы личной гигиены, одежда, косметика, спортивные товары, солнцезащитные кремы и др.) относится 60% продуктов. Следующие по убыванию категории: «Дом и огород», «Продукты питания и напитки», вплоть до детских товаров. Чаще других в потребительских продуктах применяются серебряные наночастицы, благодаря их антимикробным свойствам.
Более половины всех продуктов производят компании США. Далее следуют фирмы Восточной Азии (включая Китай, Тайвань, Корею, Японию), Европы (Великобритания, Франция, Германия, Финляндия, Швейцария, Италия, Швеция, Дания, Голландия) и остального мира4.
Главные препятствия. Несмотря на первые успехи, на пути масштабной коммерциализации нанотехнологий еще много барьеров. Принимая решения об инвестициях в НТ, важно учитывать следующие факторы:
•значительный промежуток времени от исследования до коммерциализации (от 3 до 10 лет и более);
•геометрический рост объема требуемых инвестиций от момента открытия/изобретения до коммерциализации технологии;
•неизбежность непрерывных и дополнительных инвестиций ввиду невозможности определить их точный объем и значительных кумулятивных эффектов на начальном этапе;
•необходимость диверсификации рисков, связанных с резким ростом объемов инвестиций.
3 Report to the President and Congress on the Third Assessment of National Nanotechnology Initiative. - 2010. - 12 March.
4 URL: www.nanotechproject.org/inventories/consumer/ analysis_draft/
Если ближайшие перспективы НТ обусловлены, главным образом, технологиями «сверху вниз» (например, миниатюризацией полупроводников), то в дальнейшем акценты будут смещаться на технологии «снизу вверх» (молекулярные устройства, технология самоорганизации и т.д.). На последних основаны ожидания более радикального прогресса, но они чреваты и значительно большей неопределенностью: процессы их развития, как правило, нелинейно зависят от взаимосвязей между нанонаукой и нанотехнологией. Из-за передового уровня и сложности таких технологий трудно не только оценить заранее рациональность инвестиций, но и измерить их экономические эффекты впоследствии. Оптимального ответа на серьезные вызовы, обусловленные созданием инновационных систем для коммерциализации НТ, пока не удалось найти ни одной стране.
Опыт реализации экономического потенциала НТ.
Мировое совокупное корпоративное финансирование НТ в 2007-2008 гг. превысило правительственное (рис. 1). В США же корпоративные и венчурные инвестиции в НТ более чем вдвое превзошли финансирование федерального правительства.
В 2008 г. компания «Lux Research» провела опрос руководителей высшего звена ведущих мировых корпораций, ^ проявляющих активность в сфере нанотехнологий. Обследована 31 мультинациональная корпорация из трех секторов, в которых развиваются нанотехнологии: производство и материалы, электроника и информационные технологии, здравоохранение и науки о живом. «Средняя» компания имела доходы в 48 млрд дол., 81 тыс. занятых и проводила НИР в области НТ в течение 8 лет. Многие корпорации уже были причастны к выведению на рынок фирменных нанопродуктов от наноинкапсулированного хи-миотерапевтического препарата «доксил» («Jonson & Jonson») до магниторезистивной памяти с произвольным доступом («Freescale Semiconductor»)5. Обследование показало следующее.
65% корпораций хорошо осведомлены о нанотехнологиях, в 55% корпораций их внутренний приоритет невысок. Такая
5 URL: www.scribd.com/doc/8453570/Lux-Research-Nano-Materials-Intelligence-Nanotechnology-Corporate-Strategies
статистика есть результат незрелости НТ, неясных рыночных возможностей, неудовлетворенности ранее выполненными проектами. Отсутствие знаковых прорывов порождает растущий скептицизм. Так, в краткосрочной перспективе большинство компаний не ожидает, что воздействие нанотехнологий на их развитие будет значительным, из-за серьезных вызовов (высокая стоимость наноматериалов, проблемы экологии, здоровья и безопасности, контроль качества и др.), препятствующих их коммерциализации. Есть и неудачные истории инвестирования в нанотехнологические стар-тапы.
В таких условиях большинство корпораций сосредоточивают усилия на НИР (в основном прикладных), считая, что риски и расходы на фундаментальные исследования целесообразно разделять путем сотрудничества с университетами, правительственными лабораториями и старт-апами, которые получают прямую поддержку государства. Лишь в 10% корпораций ответственность за НТ разделяет какое-либо бизнес-направление (при этом ни одна корпорация не возлагает ответственность только на бизнес).
Тем не менее в отношении НТ у корпораций сохраняется умеренный оптимизм. Растет (хотя этот процесс и замедлился) число работников, а также расходов на НИР и доходов, связанных с НТ. «Средняя» по выборке компания потратила на НИР в области НТ в 2008 г. 33 млн дол. и предполагает увеличить эту сумму до 39 млн дол. в 2010 г. (доля НТ в общих расходах на НИР при этом сохранится на уровне 6%). 75% опрошенных заявили о некоторых доходах от реализации нанопродуктов. «Средняя» компания повысила долю доходов от НТ с 3% в 2006 г. до 4% в 2008 г., а в лидерах числится сектор электроники и информационных технологий. До начала мирового кризиса ожидалось, что к 2010 г. доля НТ в доходах должна вырасти более существенно.
Стремясь к извлечению прибыли, крупные корпорации проявляют избирательность, отслеживая те способы, с помощью которых нанотехнологии могли бы порождать добавленную стоимость в интересующих их приложениях, прибегают к практике «открытых инноваций». Эффективны
уменьшающие издержки процессные инновации. Так, в «Дженерал моторс» за счет применения обрабатывающего инструмента с нанопокрытием удалось сократить простои и потребление энергии на сборочных линиях.
В целом же, если не считать историй более скромных успехов, немногие мультинациональные корпорации добились прорыва благодаря НТ, даже располагая огромными ресурсами и многолетним опытом коммерциализации передовых технологий. Из-за сложной междисциплинарной природы НТ и лавины технологий, хлынувшей из университетов и стартапов, большинство корпораций пока пытается разобраться, какие стратегии и организационные структуры следует принять, чтобы наилучшим образом развивать и использовать нанотехнологические инновации.
Особый случай. На другом полюсе коммерциализации находятся стартапы, для развития которых требуется венчурный капитал. Источниками финансирования для них могут быть бизнес-ангелы, венчурные капиталисты, корпоративные партнеры и государство. За редким исключением первый источник способен профинансировать лишь подготовку бизнес-плана или приобретение лицензии на интеллектуальную собственность.
Классические венчурные фонды - хорошо известная форма финансирования, в США больше десятка фондов уже сделали инвестиции в нанотехнологические стартапы («Kraper Fisher Jurvetson», «Harris and Harris» и др.). Однако этому часто препятствуют высокие капитальные затраты, маленький рынок конечного продукта, слишком большой срок до выхода на прибыль. Кроме того, традиционным венчурным капиталистам бывает трудно оценить возможности инвестиций с технической точки зрения (к тому же при незначительном числе успешных моделей, с которыми можно было бы сравнивать), а зачастую нет и достаточного понимания самого бизнеса. Все это приводит к сдержанности венчурного капитала - только 1,8 и 2,8% от его мировых объемов были вложены в НТ в 2007 и 2008 гг., соответственно (для сравнения: в 2007 г. в компании, связанные с медицинским оборудованием, было вложено более 10%).
Крупные корпорации менее жестко обусловливают венчурные инвестиции, поскольку обычно преследуют стратегические интересы. Для стартапа такие инвестиции могут иметь дополнительные выгоды: за счет предоставления нефинансовых ресурсов (специального оборудования, технической экспертизы), а также привлечения традиционных венчурных капиталистов, которым было бы трудно самим оценить технологию стартапа. Однако могут возникать и некоторые ограничения, например, запрет на сотрудничество с конкурентами корпорации, обязательство только ей продавать будущую продукцию и т.д.
Венчурное финансирование НТ, достигнув в 2008 г. максимума, уже в 2009 г. из-за мировой рецессии сократилось на 42%. В последние два года венчурный капитал все больше «предпочитал» уже существующие нанотехно-логические компании, количество же новых американских фирм в этой области, получивших посевное финансирование, сократилось.
По-видимому, поддержка передачи технологий с длительным периодом перехода из лабораторий на рынок нуждается в новых подходах и финансовых механизмах.
Роль фондовых показателей. Увеличение инвестиций происходит, если растет ощущаемая вероятность их успеха. Первичное публичное размещение акций (1Рк) - одна из форм успешного выхода стартапа. Общая стоимость всех нанотехнологических 1Рк пока невелика, однако можно выделить 1Рк (на сумму 428 млн дол.), проведенное в 2009 г. «А123БуБ1етБ» - американским стартапом, производящим ионно-литиевые батареи высокой мощности на основе НТ. Но в целом рынок 1Рк для нанотехнологических компаний пока остается плотно закрытым.
Менее удачными были слияния и поглощения: для 15 проданных в течение 2000-х годов американских нанотех-нологических стартапов с объемом инвестиций 273 млн дол. цена продажи оказалась на 5% ниже. Многие нанотехно-логические стартапы, включая 15 венчурных компаний, за этот период просто ушли из бизнеса.
На отслеживание фондовых показателей публичных на-нотехнологических компаний в мире нацелено около десятка
специальных биржевых индексов, отличающихся методиками выбора репрезентативных нанотехнологических акций. Анализ динамики некоторых индексов (инвестбанка «Merrill Lynch», Международной фондовой биржи и консультационной компании «Lux Research») показал: после краткого «на-нобума» в первой половине 2006 г. интерес Уолл-стрит к НТ заметно снизился. Однако в условиях общерыночного спада у нанотехнологических акций со средне- и долгосрочной перспективой все же есть шанс обратить на себя внимание инвестиционного сообщества. Так, глобальный нанотехнологи-ческий индекс банка «Societe Generale» (ориентирован на компании, применяющие НТ в биотехнологии и фармацевтике) демонстрирует опережающий послекризисный рост по сравнению с эталонным индексом «Morgan Stanley Capital International» (рассчитывается по 1742 компаниям из 23 развитых стран)6.
Нетолько государство.Государство, инвестируя в фундаментальные исследования и расширяя тем самым производство нового знания, способствует в конечном итоге нахождению ключевых технических решений для основных барьеров коммерциализации. Государство незаменимо в решении крупных инфраструктурных задач, например, обучения и подготовки квалифицированной рабочей силы, создания системы стандартизации и сертификации продукции. Тем не менее опыт пионеров коммерциализации НТ говорит, что и непосредственная роль государства должна быть активной. Даже бизнес-сообщество США, столкнувшись на рынке с жесткой конкуренцией со стороны азиатских компаний, потребовало усиления государственно-частного партнерства. Считается, что действующие программы правительства (как, например, Программа инновационных исследований малого бизнеса - SBIR) плохо подходят для НТ из-за длительного пути от исследования к производству. Кроме того, такие программы направлены, скорее, на более крупные компании, а малые оставляют на произвол судьбы.
Для исправления ситуации предлагается создавать при участии государства специальные центры содействия коммерциализации НТ. В Японии, например, нанотехнологичес-6 URL: www.sgindex.fr/services/quotes/details.php7family-30
кие венчурные компании в значительной степени полагаются на поддержку государства от исследований до коммерциализации. Однако некоторым технологиям «снизу вверх» для достижения коммерциализации может потребоваться более 15 лет непрерывного инвестирования, что не по силам одному государству. Выход видится в привлечении разных источников финансирования по стадиям развития компании - от стар-тапа до поздних стадий, это снижает риски каждого отдельного источника.
Таким образом, масштабная реализация экономического потенциала НТ в мире только началась, первые результаты пока неоднозначны, а для дальнейшего продвижения предстоит решить еще множество проблем.
Путь к «Нанотеху». Развитие нанотехнологий в России (СССР) имеет свои исторические вехи: получение еще в 1950-е годы ультрадисперсных порошков металлов с размерами частиц около 100 нм и применение их в рамках «уранового проекта»; исследования полупроводниковых наноструктур и новых форм углерода, стартовавшие в начале 1970-х годов, и т.д. НТ как технологии, по существу, впервые появились в 1970-1980-е годы. В трудные для нашей страны 1990-е годы работы по НТ были поддержаны рядом государственных целевых программ («Физика твердотельных наноструктур», «Фуллерены и атомные кластеры», «Ультрадисперсные наноматериалы»). С 1993 г. ежегодно увеличивалось количество грантов, выдаваемых РФФИ на исследования в данной области. Частично помогали и зарубежные гранты. Но скудного финансирования не хватало даже на поддержку ученых, не говоря о научной инфраструктуре.
В 2000-е годы внимание федеральных властей страны к нанотехнологии усилилось, чему способствовали: относительная экономическая стабилизация, принятие на-нотехнологических инициатив рядом ведущих стран, а также осознание того, что НТ - возможно, единственный шанс перевести экономику России на инновационный путь. Апогеем стало принятие в 2007 г. президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии», за которой последовали многочисленные программные документы. В том же году
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ
2 ЭКО №8, 2010
был принят закон о создании Государственной корпорации «Роснанотех» с задачей коммерциализации научных разработок в области НТ, помощи в становлении российской нано-индустрии. В целом на государственную программу развития НТ до 2015 г. выделено 318 млрд руб., а ожидаемый объем продаж продукции наноиндустрии оценивается в 900 млрд руб. в год.
Ряд отечественных нанотехнологических стартапов успешно работали еще с 1990-х годов: ЗАО «НТ-МДТ» (на-нотехнологическое оборудование), ЗАО «Унихимтек» (нано-материалы и продукты на их основе), ЗАО «Астрин - холдинг» (углеродные наноматериалы и их применения) и другие. Но их малочисленность, а также отсутствие на этом поле крупных промышленных игроков и привели к созданию госкорпорации «Роснанотех». На сентябрь 2009 г. ее наблюдательный совет утвердил 36 инвестиционных проектов с общим бюджетом 93,8 млрд руб., ожидаемая отдача от которых должна составить к 2015 г. 155 млрд руб.7
Самый крупный проект - создание предприятия по производству солнечных модулей на базе технологии «тонких пленок» Kerlikon Solar (Швейцария). Общий бюджет проекта - 20,1 млрд руб. (доля корпорации - 13,5 млрд руб.), ожидаемая выручка к 2015 г. - 10,3 млрд руб.8 Характерно, что отдача (в 2015 г.) на инвестиции, вложенные в проект с созданием нового производства, ниже, чем у «среднего» проекта «Роснанотеха», и гораздо ниже заложенной в госпрограмме. Если расчет корпорации справедлив, то для достижения целевого показателя госпрограммы могут потребоваться значительные дополнительные инвестиции, получить которые из частного сектора вряд ли удастся.
Начальный этап деятельности корпорации показал, что возможность инвестировать лишь в достаточно крупные проекты с завершенной стадией НИР/НИОКР ориентирует ее на коммерциализацию уже известных технологий, чаще всего «закрепленных» за зарубежными компаниями. Потенциально прорывные технологии, требующие проведения фундаментальных исследований (что типично для НТ), при
7 Подробно о главном // Поиск. - 2009. - № 40 (1062). - С. 12.
8 URL: www.rusnano.com/Section.aspx/Show/25827
таком подходе остаются за бортом финансирования. Ситуацию исправил наблюдательный совет, когда в июне 2009 г. одобрил концепцию участия «Роснанотеха» в венчурных и посевных фондах. Посевные фонды нанотехнологий позволят осуществлять инвестиционную поддержку проектов на ранней стадии, кроме того, успешные проекты этих фондов могут стать базой для крупных проектов «Роснанотеха». Возможно, условия для коммерциализации научных разработок станут благоприятнее.
Другим шагом в развитии финансовой инфраструктуры рынка в сфере НТ должно было стать создание сектора «Рынок инноваций и инвестиций» Фондовой биржи ММВБ, который «Роснано» предполагает использовать для развития своих проектов, в том числе для вывода нано-технологических компаний на 1Рк. Возможно, из-за кризиса, но пока об отечественных венчурных сделках в сфере НТ ничего не известно. Также не состоялся и запланированный корпорацией вывод на 1Рк (до конца 2009 г.) двух нанотехнологических компаний.
Запаздывание отечественной нанотехнологической программы, а значит, и отсутствие накопленных инвестиций, в том числе в инфраструктуру, будет еще долго плохо сказываться на эффективности внедрения нанотехнологи-ческих инноваций. Так, объявленный размер инвестиций в НТ (около 10,6 млрд дол.) и планируемый объем продаж продукции наноиндустрии (примерно 30 млрд дол.) к 2015 г. означают, что для достижения в сто раз меньшего, чем в мире, результата нам потребуется только на порядок меньший объем затрат.
Слабость позиций России в том, что отсталость производств пятого технологического уклада препятствует их успешному комбинированию с технологиями следующего, ^ основу которого составят НТ совместно с другими конвергентными технологиями. Необходимость достраивания технологических кластеров будет, по-видимому, затруднять распространение НТ как технологий широкого применения.
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ
2*
О научной базе и кадровом обеспечении развития нанотехнологии
В области нанотехнологий для России наиболее важна и приемлема линия опережающего развития, базирующаяся на генерации нового знания, создании принципиально инновационных разработок. Поскольку без фундаментальной науки придерживаться такой линии невозможно, представляет интерес краткая оценка состояния фундаментальных исследований, проблем подготовки исследовательских кадров для НТ.
Библиометрические индикаторы дают весьма ёмкое представление о научном заделе страны, который может послужить фундаментом для будущих нанотехнологичес-ких инноваций. За 1990-2008 гг. путем поиска в БД БС1-Ехра^е^ удалось насчитать более 255 тыс. «нанопубли-каций», распределение которых по годам показано на рис. 2. Более 120 стран представлены хотя бы одной такой публикацией, что служит свидетельством интереса к этой области. У США самый большой вклад в массив нанопуб-ликаций (27,1%), а по кумулятивному показателю цитирования они превосходят весь остальной мир.
1500
45000 4- 40000 -- 35000 -- 30000 25000 -- 20000 15000
«
к
я
§
к
-- 10000
5000
к
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Рис. 2. Рост числа публикаций по нанотехнологии в России и мире по БД БСТ-Ехрапаеа в 1990-2008 гг.
9 Поиск проводился по ключевым словам, содержащимся в названиях публикаций.
0
Российское авторство или соавторство оценивается в 4,7%. По суммарному вкладу в 1990-е и 2000-е годы мы входили в десятку наиболее продуктивных в области НТ стран. Весьма высок уровень отечественных публикаций в соавторстве с учеными из стран-лидеров: Германии (13,7% публикаций), США (8,0%), Франции (5,7%).
Нанопубликации сконцентрированы в основных центрах академической и вузовской науки страны: Москве (4816 публикаций), Санкт-Петербурге (3771), Новосибирске (1111), Черноголовке (967), Екатеринбурге (475). Среди мировых научных организаций РАН вторая (после Академии наук Китая) по числу публикаций в области НТ, в российских же публикациях ее доля превышает 50%.
Фуллерены и другие
Показательна мировая научная гонка в области углеродных наноструктур (фуллерены, углеродные нанотруб-ки (УНТ), графен), начало которой положило открытие фуллеренов в физическом эксперименте (1985 г.) учеными из США и Великобритании. В 1990 г. был найден простой способ их получения, а через три года количество публикаций, посвященных изучению фуллеренов и их производных, в мире превысило тысячу в год. Столь высокий интерес обусловлен необычными свойствами фуллеренов, открывающими широкие возможности их прикладного использования. Мировой «фуллереновый бум» предопределил, в частности, открытие углеродных нанотрубок: сначала многослойных (1991 г.), затем однослойных (1993 г.). По уникальности свойств и потенциалу применений они превосходят фуллерены, поэтому сразу же привлекли широкий исследовательский интерес. После того как в 1992 г. данные наноструктуры научились получать в граммовых количествах, мировой поток публикаций по этой теме стал экспоненциально нарастать и в 2002 г. превысил количество публикаций по фуллеренам.
Следующей «точкой роста» в изучении новых форм углерода стало экспериментальное открытие в 2004 г. графена - перс-пективнейшего материала для наноэлектроники. Участие
в изучении углеродных наноструктур приняли более 75 стран. В десятке лидеров по количеству публикаций - передовые промышленно развитые страны (США, Япония, Германия, Великобритания, Франция, Италия), азиатские «тигры» (Южная Корея и Тайвань). Впечатляющие результаты у развивающихся гигантов - Китая и Индии. Китай находится в лидирующей тройке по всем трем типам углеродных наноструктур, а по числу публикаций в области УНТ с 2007 г. эта страна занимает первое место. Ученые из Южной Кореи опубликовали свои первые работы по УНТ лишь в 1997 г., однако в 2001 г. уже обошли Германию и вышли на четвертое место в мире. Значительный прогресс за тот же период продемонстрировал Тайвань - в 2008 г. 7-е место. Индия переместилась из второй десятки стран в первую. Вместе с Японией, практически не покидающей лидирующей тройки, азиатские страны сделали серьезную ставку на углеродное направление НТ.
США с небольшими перерывами (уступая первенство по фуллеренам Японии, а по УНТ - Китаю) - лидер этой гонки: в 2000 г. количество публикаций американских ученых по УНТ впервые превысило количество публикаций по фуллеренам, а в 2003 г. разрыв был уже в разы. За ними сразу устремился Китай.
Интерес к исследованию новых форм углерода, увенчавшийся расчетным обоснованием стабильности молекулы С60 в форме усеченного икосаэдра, зародился в России еще в конце 1960-х годов (Институт элементоорганичес-ких соединений АН СССР). Однако полномасштабное участие отечественных ученых в фуллереновой проблеме относится к началу 1990-х годов. Важную роль в институ-ционализации области сыграло формирование программного направления «Фуллерены и атомные кластеры» (1993 г.), а также поддержка учрежденного тогда же РФФИ. В результате удалось сформировать национальное сообщество исследователей, равноправно сотрудничающих с зарубежными коллегами, получить ряд первоклассных научных результатов, в том числе и превосходящих мировой уровень. По количеству публикуемых работ в области фуллеренов Россия длительное время была на 3-м месте, уступив его Китаю лишь в 2005 г.
Имея (вслед за японцами) первые работы по УНТ, мы в дальнейшем упустили сдвиг мирового исследовательского тренда в пользу данного направления исследований и оказались по количеству публикаций в этой области к 2008 г. лишь на 13-м месте. К сожалению, с графеном ситуация повторилась: при решающем вкладе российских ученых в его открытие (им принадлежит самая высоко цитируемая на настоящий момент статья) по количеству публикаций в 2008 г. мы на 9-м месте. Лидеры - США (с большим отрывом) и Китай.
О российской неспособности оперативно переключаться и развивать наиболее перспективные и прорывные направления свидетельствует не только приведенный выше пример. Сейчас в развитии НТ происходит переход от пассивных наноструктур (нанопокрытия, усиленные наночастица-ми композиты, наноструктурированные металлы и т.д.) к следующему этапу - активным наноструктурам (наноак-тюаторы, умные материалы, целевая доставка лекарств и т.д.). Согласно БД БС1-Ехра^е^ по публикационному вкладу в изучение активных наноструктур Россия занимала в 2008 г. лишь 18-е место. Складывающаяся ситуация ухудшает и коммерческие перспективы, поскольку научные публикации обычно служат расширению и развитию изобретательской базы, порождают патентоспособные идеи.
Исследовательские кадры
На отставании России сказалось не только недостаточное финансирование исследований в области НТ, которое быстро нарастает с 2007 г. Более серьезная и глубокая причина -это ослабление научно-кадрового потенциала в результате «утечки умов», а значит, и слабой подпитки молодыми учеными (рис. 3). Ситуация осложняется ожидаемым к 2012 г. очередным демографическим спадом, когда вузы начнут выпускать тех, кто родился в 1990-е годы. Из-за демографической ямы, глубина которой измеряется двукратным падением рождаемости с 1987 по 1997 гг., молодежный резерв науки в течение 10-15 лет будут пополнять немногочисленные возрастные когорты, что сократит базу подпитки для ученых
18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78
Рис. 3. Возрастное распределение участников нанопроектов РФФИ в 2005 и 2008 гг., %
в продуктивных возрастах и на длительный период ухудшит параметры формирования научно-кадрового потенциала страны.
Из 8,7 тыс. участников нанопроектов РФФИ в 2008 г. 6,4 тыс. были (по нашему определению) «новыми», то есть не участвовали в нанопроектах 2005 г. Значительный приток и обновление состава тем не менее не привели к его совокупному омоложению в 2008 г. - средний возраст вырос с 42,5 в 2005 г. до 43,5 лет. Квалификационно-возрастной анализ контингента «новых» участников показал, что долгосрочные перспективы исследований в сфере НТ можно связывать только с двумя массовыми контингентами: вновь привлеченной молодежью без ученых степеней и защитившимися относительно недавно кандидатами в области естественных и технических наук. Отметим, что среди них пока еще нет дипломированных специалистов, поскольку только в 2004 г. в ряде ведущих вузов страны ввели специальности «нанотехнология в электронике» и «наномате-риалы». При этом опытом организации междисциплинарного образования могут поделиться единичные университеты страны, а появляющиеся специализированные научно-образовательные центры пока не очень приспособлены для проведения современных фундаментальных исследований в области НТ10. Но даже если требуемые условия удастся создать быстро, наращивание выпуска дипломи-
рованных специалистов все равно придется на поколение из демографической ямы 1990-х годов.
Обучение и вовлечение тех, кто уже сейчас приступил к исследованиям, избрав НТ, - также непростая задача из-за дефицита учителей поколения «отцов», способных в процессе совместной работы передавать неотделимое знание. Поиск в БД ВАК России показал, что среди участников нанопроектов 2008 г. с ученой степенью кандидата наук, полученной в период 1999-2003 гг., всего 11,3% защитили диссертации по нанотематике. Интересно, что доля кандидатов наук, защитившихся в эти годы по нанотематике, составляла менее 1% от всех лиц, получивших данную ученую степень в области естественных и технических наук (для сравнения: на долю аналогичного показателя для РЬКб в США в 2000 г. приходилось около 19%).
Целенаправленная подготовка квалифицированных ученых для НТ стартовала лишь в 2009 г. с введением в номенклатуру специальности «нанотехнологии и наномате-риалы (по отраслям)». До ожидаемых результатов еще потребуются организационные усилия (например, создание сети диссертационных советов), а также немалое время (если учесть растянутость процесса квалификационного роста ученого в нашей научно-аттестационной системе).
Своеобразным эталоном качества для исследовательских кадров являются наивысшие показатели продуктивности согласно авторитетным мировым базам данных. Средний возраст ста ученых-россиян, опубликовавших в 2006-2008 гг. наибольшее количество работ по НТ (от 10 до 58, согласно БД БС1-Ехра^еф, равнялся в 2008 г. 51 году, а первых десяти из них - 56,6 годам. Заметим, что 10 лет назад средний возраст первой по продуктивности в области НТ российской десятки был равен 41,5 году. Средний возраст научных работников РАН, дающих более половины российских публикаций в области НТ, в 2008 г. составлял 51 год (в 1998 г. - 47,9 лет). Вместе с возрастным распределением участников на-нопроектов РФФИ (рис. 3) это свидетельствует о наличии
10 Третьяков Ю. Д., Гудилин Е. А. Там, внизу, все еще много нанобума // В мире науки. - 2009. - № 5.
серьезной и долговременной проблемы исследовательских кадров для НТ.
Запоздав с принятием нанотехнологии в качестве приоритета на государственном уровне, мы также не приняли опережающих мер для решения кадровой проблемы. В результате упущены для подготовки несколько полновесных возрастных когорт, предшествовавших демографической яме; одни участники известных научных школ постарели, другие разъехалась по миру, не воспитав учеников. Образовавшийся разрыв между научными поколениями надолго нарушил нормальный процесс накопления и передачи научного знания. Для его заполнения и при благоприятных демографических условиях потребовалось бы не одно десятилетие. А нам предстоит это делать за счет немногочисленных возрастных когорт и при множестве не решенных задач в сфере обучения и целевой подготовки молодых исследователей для НТ.
К тому же против нас работает и международный фактор - борьба за таланты. Именно обладание лучшими в мире талантами оказалось решающим для успехов США в области НТ11. В США и сейчас обучается больше студентов, желающих получить степень Ph.K. в НТ-области, чем где-либо в мире. По-видимому, правительство будет предпринимать все меры, чтобы талантливые иностранцы, получившие ученые степени в США, и в будущем не уезжали.
Другие ведущие игроки также понимают важность борьбы за научные таланты, поэтому конкуренция за мировое лидерство в нанотехнологиях во многом будет конкуренцией образовательных систем и лучших условий для творческой научной деятельности. Наши позиции здесь далеко не выигрышные.
Таким образом, разрушительные для отечественной науки 1990-е годы и запоздалое (на 5-7 лет) принятие национальной нанотехнологической программы привели к ослаблению долгосрочных конкурентных позиций страны в нанотехнологической гонке. Наряду с чисто экономическими показателями, выражением этого стало:
- отставание в формировании фундаментальной научной базы НТ (ухудшение международных библиометрических рей-
11 Report to the President and Congress on the Third Assessment of National Nanotechnology Initiative. - 2010. - 12 March.
тингов России), что особенно чувствительно, поскольку НТ -яркая область макроинноваций, поставляемых наукой;
- нарастание остроты проблемы обеспечения кадрами, прежде всего исследователей, что не может не тормозить долговременное развитие НТ в нашей стране.
Заключение
Нанотехнологии совместно с другими конвергентными технологиями обещают стать основой формирования шестого технологического уклада. По крайней мере, опыт НТ вписывается в картину, наблюдавшуюся с такими технологиями широкого применения, как электричество или Интернет. Для них характерно быстрое распространение на все расширяющийся спектр секторов экономики. По мере распространения такие технологии способствуют дополнительным инвестициям и технологическим изменениям, а значит, приводят к устойчивому и повсеместному росту производительности труда. Вероятно, НТ будет главным виновником «креативной деструкции» в глобальной экономике. Например, нанореволюция в производстве батарей способна породить в будущем значимые инновации в компьютерах, коммуникациях, бытовой электронике, что способно вызвать новую технологическую волну «креативной деструкции». Усиливаться в этом качестве будет роль НТ, благодаря технологиям «снизу вверх».
Связанные с НТ социально-экономические перспективы способствовали быстрому росту государственных инвестиций в соответствующие исследования и разработки -вряд ли какой-нибудь другой технологической области удавалось привлечь столь значительное государственное инвестирование в такой короткий срок. В мире растут инвестиции и частного сектора. Если нанотехнология сможет превратиться в следующую технологию широкого применения, то, как показывает опыт предыдущих, ее воздействия на производительность и экономический рост будут весьма значительными, хотя для этого потребуется, по-видимому, гораздо больше времени.
