Сегодня нанотехнологи делают то, что раньше было возможно только в самых смелых научно-фантастических романах: они создают совершенно новые структуры, перестраивая молекулы и атомы по своему усмотрению.
Оценка профессии
Нанотехнолог — это специалист, который в области фундаментальных наук разрабатывает теоретические основы и в прикладном плане реализует технологические методы для изучения, проектирования и создания систем, устройств, материалов с заданной атомной структурой в наномасштабе (1-100 нм), где 1 нанометр равен одной миллиардной метре) за счет контролируемого управления атомами и молекулами.
История профессии
Истоки идей, лежащих в основе нанотехнологий, связаны с выступлением американского физика Ричарда Фейнмана в 1959 году. В своем докладе он признал возможность механического движения отдельных атомов с помощью манипулятора для заданной цели.
Но термин «нанотехнология» впервые был использован японским физиком Норио Танигучи только в 1974 году. Затем он был применен в контексте темы изготовления различных изделий (полупроводниковых структур) размером в несколько нанометров.
Идею и терминологию подхватил другой американский ученый Эрик Дрекслер, прославившийся как отец и популяризатор нанотехнологий.
В своей книге «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологий» он предложил описание ассемблера, создающего копии себя и других произвольно сложных объектов, а также всего того, что позже стало известно как молекулярная нанотехнология.
В России тема нанотехнологий активно развивается с 2000-х гг. Сначала в рамках программы модернизации военной электроники, а вскоре и в других приоритетных областях науки и технологий. В 2007 году была создана государственная Российская корпорация нанотехнологий, в 2008 году было создано Нанотехнологическое общество России, а в 2010 году было открыто первое в стране нанопроизводство — завод по созданию инструмента с наноструктурированным многослойным покрытием.
Утвержденные проекты Роснано в настоящее время развиваются в 6 промышленных кластеров, охватывающих медицину, электронику и оптику, солнечную энергию, машиностроение, создание наноструктурированных материалов и инфраструктурные проекты.
Описание профессии
Нанотехнологии — это общее название для специалистов в различных областях науки и техники: от медицины до космонавтики и от электроники до машиностроения. Их объединяет то, что рабочие объекты (системы, устройства, материалы) относятся к наномасштабу, то есть имеют размер менее 100 нанометров (в одном или нескольких измерениях). В результате изменения порядка величины вещество приобретает принципиально новые физико-химические свойства и качества.
Нанометрология предполагает междисциплинарный подход и использование как инновационных исследовательских методов, так и методологий, характерных для классической физики, биологии, химии, оптики и т.д. Таким образом, специфика деятельности нанотехнологов в зависимости от направления их работы может различаться. Тематическое разделение также происходит в рамках конкретной дисциплины.
Например, нанобиолог обычно занимается внедрением нанотехнологических материалов и устройств в биологические процессы. Конкретные задачи определяются научно-прикладной областью науки:
- Тераностика. В этом разделе науки специалисты работают над системами адресной доставки лекарств, которая осуществляется за счет способности биокомпьютеризованных структур самостоятельно анализировать биохимические сигналы микросреды и на основе результатов производить контролируемую терапию и целевой эффект.
- Биоинформатика. Ученые исследуют принципы работы, а инженеры реализуют проекты по созданию молекулярных автоматических устройств (нанороботов) для расширения биологических возможностей организма и методов его лечения.
- Нанобиосенсорный. Теоретики разрабатывают, а практики внедряют новые быстрые методы анализа наночастиц и обнаружения молекул (например, лекарств, токсинов, пестицидов), что обеспечивает гиперчувствительность при обнаружении следов вещества.
Его подразделение существует в области нанофотоники, нанофизики, нанохимии. Например, супрамолекулярная химия занимается проблемой самоорганизации молекул с их группировкой определенным образом. Однако, учитывая междисциплинарный характер нанотехнологий, один и тот же проект часто объединяет представителей нескольких направлений одновременно.
На каких специальностях лучше учиться
Подготовка специалистов осуществляется по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» по различным специальностям:
- нанотехнологии и микросистемные технологии;
- наноинженерия;
- наноматериалы.
Кроме того, в вузах разрабатываются специализированные программы по специальностям «Материаловедение и технология материалов», «Химическая технология», «Прикладная математика и физика», «Электроника и наноэлектроника» и др. физика, химия, биология или информатика (в зависимости от профиль).
Лучшие вузы для обучения
С середины 2000-х годов в вузах начали открываться факультеты, готовящие специалистов в области нанотехнологий в различных сферах экономической деятельности:
- в 2006 году — в МФТИ (Москва) — факультет наноинформации и когнитивных технологий;
- в 2007 г. — в Иркутском государственном техническом университете (Иркутск) — Физико-технический институт;
- в 2017 году — в НГУ (Новосибирск) — кафедра нанокомпозитных материалов с правом проведения студенческой практики при учреждении международной компании OCSiAl.
Сегодня многие университеты по всей стране предлагают программы наноинженерии в различных областях науки и технологий:
- НИУ МЭИ (Москва), СПбПУ Петра Великого и СПбГЭТУ ЛЭТИ (Санкт-Петербург), РГРУ (Рязань), НГТУ им. И. Алексеева, ДГТУ (Ростов-на-Дону), ВГУ (Воронеж), ПГУ (Пенза), КубГУ (Краснодар), КНИТУ-КАИ (Казань);
- московский физико-технический институт, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, РУДН, Российский химико-технический университет им. Менделеева (Москва), СПбАУ РАН (Санкт-Петербург);
- НИУ МИЭТ, РосНОУ и РГУ им. Косыгина (Москва), СБУ им. Чернышевского (Саратов), СибГИУ (Новокузнецк), БелГУ (Белгород), ПНИПУ (Пермь), ЛГТУ (Липецк), ВГУ (Волгоград), КНИТУ (Казань), НГТУ им. Алексеева, ДГТУ (Ростов-на-Дону)
- СПбГЭТУ ЛЭТИ (Санкт-Петербург), НГТУ (Новосибирск), УрФУ им. Ельцина (Екатеринбург), Северный федеральный университет имени И. Ломоносова (Архангельск).
Одним из самых престижных вузов среди студентов является МГТУ. Н. Бауман.
Обязанности на работе
Рабочее место нанотехнолога — это обычно исследовательская или инженерная лаборатория, полная оборудования, позволяющего погрузиться в мир нано-гаммы. Среди устройств могут быть АСМ (сканирующий атомно-силовой микроскоп), SEM (растровый электронный микроскоп), ультрамикротомы, зондовые микроскопы, генераторы, позволяющие создавать электрический дуговый разряд в плазме, компьютеры и т.д. С помощью инструментов нанотехнологии:
исследовать свойства объектов в наномире,- разрабатывает и реализует программу изменения состояния материалов и веществ (например, воздействуя на нее катализатором),
- организует компоненты, «собирая» наноразмерные устройства, микроустройства и системы различного назначения с топологическим размером менее 100 нм.
Кроме того, специалист должен постоянно пополнять свою базу знаний, узнавать об исследованиях, открытиях и публикациях своих коллег, а также делиться своим опытом, готовя научные статьи.
Кому подходит
Будущий нанотехнолог обязан постоянно стремиться к расширению базы знаний, упорству и трудолюбию, систематическому мышлению. Благодаря большому количеству регулярно обновляемых материалов на английском языке его учеба стала практически обязательным условием успешного профессионального развития.
Сколько получают
Бакалавры-выпускники, устроившись на работу, получают в среднем около 28-30 тысяч рублей в месяц. Нанотехнологи, окончившие магистратуру, зарабатывают около 45-50 тысяч рублей. В этом случае роль играет должность, стаж работы, личные заслуги и финансовое положение предприятия. Успешные производственные организации, получающие крупные регулярные заказы, могут платить перспективным молодым специалистам больше денег, чем те же выпускники, которые устраиваются на работу в исследовательскую лабораторию.
https://youtube.com/watch?v=YOQfTy-pbvc
Как построить карьеру
Карьера нанотехнолога может развиваться параллельно как по научному, так и по служебному направлению. Конкретные шаги зависят от организации, в которой работает специалист. Карьерный рост сотрудника научно-исследовательского института предполагает постепенный переход от лаборанта до заведующего лабораторией, куратора проекта или направления исследования, директора института. Но нанотехнологии также востребованы производственными компаниями. Среди российских организаций в этой сфере крупнейшей является компания АО «Роснано».
Перспективы профессии
Все виды деятельности, связанные с нанотехнологиями, в футуристических предсказаниях получают статус профессий будущего. Экономические тенденции только подтверждают начало новой техно-эры. Так, например, на рубеже веков всего за один год (с 2003 по 2004 год) вложения в эту сферу в развитых странах увеличились более чем вдвое, а теперь темпы притока как частного, так и государственного капитала только увеличиваются. Все это создает потребность в специалистах в различных отраслях промышленности нанотехнологий и делает эту профессию одной из самых перспективных.
Автор: Алексей Кузнецов
