Препятствия на пути разработки и широкого применения нанотехнологий

Опубликовано 30.07.2014
  |   просмотров - 5957,   комментариев - 0
Препятствия на пути разработки и широкого применения нанотехнологий

Г. Б. Степанова

Большинство сегодняшних разработок в области нанотехнологий направлены на улучшение уровня жизни человека, усовершенствование существующего оборудования, развитие медицины и т.д. На русском языке и в практике российского законодательства и нормативных документов термин «нанотехнологии» объединяет «нанонауку», «нанотехнологии», и иногда даже «наноиндустрию» (направления бизнеса и производства, где используются нанотехнологии).

Приведем определение наносистемной техники – это полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.

Перечислить все области, в которых эта глобальная технология может существенно повлиять на технический прогресс, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них.

Медицина и фармацевтика.Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне. Целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов.

Материалы.К этой области относятся полимерные материалы с повышенной механической прочностью и химической стойкостью; полимерные антифрикционные, тепло- и огнестойкие материалы; коррозионностойкие материалы и покрытия для экстремальных условий эксплуатации; упрочняющие инструментальные покрытия для машиностроения; тонкие пленки функциональных материалов; полифункциональные алмазоподобные пленки и др.

Энергетика. В эту область входят материалы для традиционных и альтернативных источников энергии, в т.ч. для солнечных батарей; портативные топливные элементы; электрохимические и термоэлектрические источники тока; суперконденсаторы; компактные генераторы водорода; конверсия природного и попутного нефтяного газа вблизи мест добычи и др.»1

Компьютеры и микроэлектроника.Телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; суперкомпьютеры. Нанокомпьютер - вычислительное устройство на основе электронных (механических, биохимических, квантовых) технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров. Также важно обозначить развитие наноэлектроники. Например, достаточно перспективным считается применение нанопроводов (nanowires), наномасштабных нитей из различных материалов. Данная технология может помочь в создании энергонезависимой магнитной памяти следующего поколения. ДНК‑компьютер - вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК.

Робототехника.Нанороботы – роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.

Разработки в области обороны. В частности, речь идет о разработке нового типа взрывчатки, средств для быстрого заживления ран, биохимических датчиках и т.д. По понятным причинам, большинство наноразработок в области обороны засекречены.

Если говорить о более простом применении нанотехнологии, то это модификация домашней техники – «умный дом», с бесчисленным числом нанодатчиков, холодильники, созданные из нанокомпозитных материалов и т.д.2

Однако, некоторые авторы считают, что не следует обольщаться тем, что нанотехнологии станут такими же доступными как, например, программирование. Напротив, существующая тенденция их развития сделает многие открытия засекреченными по соображения этики и безопасности. Более того, такое направление как практическое бессмертие (мечта трансгуманистов) возможно будет под полным контролем властвующих элит. Но использование нанотехнологий в производстве компьютеров и новых материалов, медицинских препаратов уже становится общедоступным в качестве товаров массового потребления. Именно через товары нанотехнология будет влиять на образ жизни большинства людей, хотя сами способы изготовления будут закрыты для ознакомления широкой публики.

Уже сейчас находить достоверную информацию о продуктах, содержащих наноматериалы, становится все труднее. Из-за полемики вокруг безопасности нанотехнологий часть производителей скрывает информацию об использовании в изделиях наночастиц. В то же время другие, желая привлечь внимание покупателей, ложно утверждают об использовании наноматериалов в своей продукции.

Мировое научное сообщество уже вполне осознало, что риски от использования наночастиц при воздействии на организм человека существуют. Так, например, еще в 2004 году Королевское общество и Королевская инженерная академия опубликовала по просьбе правительства Великобритании, обзор возможностей и неопределенностей применения нанотехнологий3.

Неопределенности как при разработке, так и в процессе применения нанотехнологий во многом и порождают препятствия для их широкого использования. На макроуровне эти препятствия могут быть следствием социально-экономической политики государства. Так, в развитых странах приоритет имеют экономические системы, основанные на знаниях, системы, в которых источниками конкурентного преимущества становятся не ресурсы и дешевая рабочая сила, а информация и идеи. Такие экономические системы иногда называют инновационными обществами. Их отличают:

а) хорошо организованные и финансируемые образование и наука;


б) ориентация на творческий потенциал личности, группы людей и организации;


в) развитая инфраструктура распространения знаний.

В неинновационных обществах индивидуальное, как и организационное, творчество затруднено из-за политических барьеров, слабого законодательства, неразвитой инфраструктуры (нехватки патентных организаций, исследовательских центров, коммуникационных связей, открытых баз данных), недостатка предпринимательского духа, негативного отношения к инновациям и общего пренебрежения или неправильного отношения к талантам. Эти факторы вполне узнаваемы для нашей страны, и поскольку нанотехнологии относятся к передовым инновационным разработкам, имеют к их внедрению самое непосредственное отношение. К их действию добавляется пресловутая российская коррупция и «утекание» бюджетных денег, на что бы они не были выделены.

По мнению Н. А. Зорина, автора обзора «Наномедицина: современное состояние и перспективы»4, «Общество в целом (состоящие как из потенциальных клиентов медицины, так и из врачей и других медработников), рассматривает нанотехнологии как очередную кампанейщину». Он отмечает различие мнений, полученных в личном общении и при анализе социологических опросов. В личном5 неформальном общении с людьми различного возраста, интеллектуального уровня и совершенно разных профессий, как имеющих так и не имеющих отношения к нанотехнологиям, автор обзора не услышал ни одного серьезного отзыва – только разговоры о том, что деньги «распилят». По данным этого автора в социологических же опросах люди более осторожны и многие связывают с нанотехнологиями надежды на лучшее будущее (82%) И даже готовы покупать нанопродукцию (46-51%). Однако интересно, что при этом значительная часть тех же самых людей ничего не знает, а в лучшем случае, что-то слышала о нанонауке (51–48%).

Интересные данные получили ученые из Йельской юридической школы совместно с организаторами Проекта по развивающимся нанотехнологиям, которые провели исследование и выяснили, как общество относится к нанотехнологиям.6 В эксперименте принимали участие 1500 жителей США, подавляющее большинство которых не знакомы с нанотехнологиями. Как показал опрос, если респондентам давали информацию о рисках и преимуществах нанотехнологий, их начинал заботить вопрос безопасности новой отрасли науки, в то время как непосвященных в подробности американцев эта проблема не волновала. По словам исследователей, к тому, что нанотехнологии безопасны, чаще склоняются те, кого интересуют коммерческие культурные ценности. Те же, кто обеспокоен экономическим непостоянством, после получения подробных сведений утверждались во мнении, что нанотехнологии опасны. Более ранние опросы показывали, что если человек интересуется новыми технологиями и знакомится с подробной информацией о них, он начинает верить в полную их безопасность. Вывод экспертов таков: чтобы снискать расположение обывателей и устранить их настороженность в отношении нанотехнологий, ученым, правительствам и индустрии следует организовывать общественные образовательные программы, которые будут подробно рассказывать о новой отрасли науки.

Положительное или отрицательное отношение к нанотехнологиям зависит от того, насколько религиозен человек. Ученые пришли к такому заключению, сравнив отношение к новой отрасли в странах Европы и США и сопоставив эти результаты с данными о религиозности населения в исследованных государствах. Анализ показал, что чем религиознее в целом население страны, тем более негативно оно воспринимает нанотехнологии. В государствах, где религия играет менее существенную роль, отношение к устройствам и веществам с приставкой «нано» было более благосклонным.

Самой религиозной страной авторы исследования признали США. Соответственно, в Штатах было зафиксировано большее неприятие нанотехнологий, чем в других странах. Лучше всего к новому направлению в науке и технике относятся жители менее религиозных Бельгии и Нидерландов.

Схожее исследование, проведенное в США, выявило взаимосвязь между общим культурными и политическими взглядами человека и его отношением к нанотехнологиям. Опрос американцев показал, что если человек негативно относится к таким явлениям современной действительности как, например, интернет, генетически модифицированные организмы и ядерное оружие, то он с высокой вероятностью выскажет неприятие нанотехнологий.

Исследование, посвященное проблеме отношения населения России к нанотехнологиям, было проведено маркетинговым агентством «Сканмаркет» в марте-апреле 2009 года7. В ходе исследования методом телефонного опроса были собраны мнения жителей 7 крупных городов: Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Екатеринбурга, Хабаровска и Ростова-на-Дону. С одной стороны, уровень осведомленности российского населения о нанотехнологиях нельзя с уверенностью назвать низким, поскольку 52% жителей России слышали о нанотехнологиях. С другой стороны, только половина из них знает верное определение данного понятия: «Нанотехнологии – это технологии создания веществ на атомном и молекулярном уровне». Наибольшей осведомленностью отличились жители двух городов: Москвы и Новосибирска, что неудивительно, поскольку оба этих города можно по праву назвать научными центрами страны. Как показало исследование, более половины – 55% – жителей России испытывают положительные эмоции относительно нанотехнологий, при этом 20% из них относятся к нанотехнологиям крайне положительно. Доля лиц, испытывающих отрицательные эмоции, невелика и составляет 3%. Остальные (42%) относятся к нанотехнологиям нейтрально. У людей, лояльных к нанотехнологиям, они главным образом ассоциируются с новизной и высоким качеством производства. Люди, отрицательно относящиеся к нанотехнологиям, опасаются прежде всего непредсказуемых последствий их использования для общества, а также возможного отрицательного влияния на здоровье человека. 30% жителей России, слышавших о нанотехнологиях, предполагают, что внедрение нанотехнологий в обиход произойдет не ранее, чем через 5 лет. Однако уже в настоящее время на рынке существует ряд товаров повседневного спроса, произведенных с использованием нанотехнологий. В исследовании было также проведено тестирование на спрос такого товара (носки с наночастицами серебра). В ходе исследования выяснялась готовность жителей России приобрести такой товар. Согласно ответам россиян, большинство из них – 73% – готовы совершить покупку. Итак, результаты приведенного обследования говорят о том, что россияне практически не испытывают опасений от широкого применения нанотехнологий, относятся к ним по крайней мере нейтрально и готовы использовать нанопродукцию в своей повседневной жизни.

В то же время у специалистов, в особенности медиков, возникают законные опасения того, что нанотехнологии могут быть внедрены в широкую практику медицинского и парамедицинского корпуса, что может принести не столько пользу (себестоимость которой еще надо просчитать), сколько непоправимый вред огромному числу людей. Можно ожидать, что представления публики о нанотехнологиях будут фантастическими и, соответственно, столь же фантастическим по масштабам, будет и вред от их неосторожного применения, не говоря уже о возможности появления всевозможных видов уголовных преступлений, связанных с обещаниями применить, наверняка малодоступные большинству, «высокотехнологичные виды нановмешательств»8.

Теперь обратимся к разработчикам нанотехнологической продукции. Внедрение любых инновационных технологий, а нанотехнологии несомненно находятся на переднем плане этого процесса, вызывает у персонала комплексы опасений, которые могут перерасти в психологические барьеры. Под персоналом я имею в виду не только непосредственных разработчиков, но и тех сотрудников, которые обслуживают и обеспечивают процесс разработки. Понятно, что опасения по отношению к нанотехнологиям у первых и вторых будут разными. Опасения - естественная реакция на новую трудно прогнозируемую ситуацию. Их фундаментальным психологическим механизмом является отношение людей к новизне, которое зависит от пола, возраста, профессиональной деятельности и некоторых индивидуально-психологических особенностей. Отсюда персонал организации всегда разделяется по принципу отношения к инновациям: есть энтузиасты, сторонники, нейтрально настроенные, скептики и противники. С новизной связаны психологические противоречия: с одной стороны, люди не могут без новизны, с другой - к ней всегда настороженное отношение. Психологический барьер, как крайнее выражение опасений, может быть представлен как специфическая форма проявления синдрома «сопротивления изменениям», имеющего две стороны: боязнь утраты старого, привычного, и страх перед новым, непривычным. Следует отметить, что феномен психологического барьера как преграды, характерный для сознания современных россиян - следствие не только психологических, но и социальных, экономических и политических факторов.

Новизна и непредсказуемость при разработке нанотехнологий стоит на первом месте среди факторов риска, названных в процессе обследования студентами, биологами и физиками, которые в будущем могут стать разработчиками нанотехнологий9. Некоторые авторы разделяют ситуации неопределенности и риска при оценке перспективности инновационных проектов. Существование риска непосредственно связано с неопределенностью, которая неоднородна по форме проявления и по содержанию. Риск является одним из способов снятия неопределенности, которая возникает из-за недостоверности информации и отсутствия однозначности. Акцентировать внимание на этом свойстве риска важно в связи с тем, что оптимизировать на практике процессы управления и регулирования, игнорируя объективные и субъективные источники неопределенности, бесперспективно. Причем речь идет не о том, чтобы найти средства, позволяющие полностью избавиться от влияния факторов неопределенности (что практически неосуществимо), а о необходимости учета риска в целях отбора рациональных альтернатив.

Итак, для организации, которая осуществляет инновационные разработки вообще, и нанотехнологические, в частности, существуют внешние барьеры - это недостаточно развитая инфраструктура, недостаток знаний в данной области и невозможность им обучиться, устаревшее законодательство, общее пренебрежение или неправильное отношение к талантам в обществе и т. п. Понятно, что многие организации по разработке нанотехнологий не создаются с нуля, имеют штат разработчиков, свои управленческие и обслуживающие структуры. В таком случае наиболее важными внутренними препятствиями являются жесткие организационные требования и процедуры, иерархические и формализованные структуры коммуникации, консерватизм, нежелание принять идеи других людей, отсутствие мотивации и желания идти на риск, сопротивление переменам, которые могут вызвать такие последствия, как изменение статуса, необходимость поиска новой работы, перестройка устоявшихся способов деятельности, нарушение стереотипов поведения.

У разработчиков нанотехнологий могут сформироваться психологические барьеры, основы теоретического понимания которых заложил С. Л. Рубинштейн10. Он отмечал возникновение в процессе деятельности «критических точек», в которых определяется благоприятный или неблагоприятный для субъекта результат. Они и определяют специфические особенности проявления психологических барьеров. При приближении к ним в чувстве человека, положительном или отрицательном, наступает разрядка. Системообразующей содержательной характеристикой является внутренняя психическая активность, направленная на устранение возникающих нарушений деятельности, перестройку смысловых структур личности, связанную с такими изменениями в психике, которые восполняют недостаток внутренних ресурсов, необходимых для преодоления критических ситуаций и обеспечения устойчивости профессиональной деятельности.

Для разработчиков новых технологий характерны такие барьеры, как ценностно-ориентационный барьер, барьер «неверия в собственные силы», барьер неопределенности, барьер дефицита информации, познавательно-психологический барьер, которые, учитывая инновационность их деятельности, могут быть в полной мере отнесены и к разработчикам нанотехнологий.

Ценностно-ориентационный барьер отражает противоречия между ценностными альтернативами, проявляющимися в структурных составляющих ценностно-ориентационной деятельности, например, противоречия между ценностью самореализации, развития в профессии, познавательной активности и ценностью стабильности, комфортных условий профессиональной среды, ценностью расширения границ проявления себя как профессионала и ценностью упрощения задач профессионализации и т.п.

Барьер «неверия в собственные силы» в нашем контексте отражает сомнения разработчика в собственных способностях, возможностях придумать что-то новое, выйти за пределы стереотипного поведения, создать собственный инновационный продукт. Следуя признанным авторитетам, такой человек задается вопросом: «Разве могу я изобрести что-то лучше, чем А. или предложить более свежую идею, чем Б.?»

Барьер неопределенности и барьер дефицита информации связывают с формированием познавательного интереса. Эти ценностно-информационные барьеры, создающие неопределенность в удовлетворении потребности - в количестве и качестве ожидаемой ценности, в получении доступа к ней. Если есть полная определенность, субъект не испытывает интереса. Творческая работа тоже интересна, прежде всего, благодаря таящейся в ней неопределенности. Интерес повышается информационными барьерами, проявляющимися в форме несоответствия новых знаний старым, ранее приобретенным. Но это несоответствие не должно быть очень большим. Резко выраженый информационный барьер вызывает не интерес, а, скорее, страх.

Мысль о развивающем эффекте барьеров содержится во многих исследованиях. Так, считается, что развитие мышления, особенно творческого, происходит, прежде всего, в процессе решения проблем. С последним тесно связан познавательно психологический барьер. Термин познавательно-психологический барьер ввел Б. М. Кедров11 для описания явления «задержки мысли» ученого на определенной достигнутой ступени. Ученый должен перескочить через это препятствие - с одной парадигмы на другую, с одного алгоритма - на другой. Это препятствие не связано с индивидуальностью ученого, но со специфической природой изучаемого объекта. Б. М. Кедров утверждает, что подобный «барьер» имеет место не только в процессе «созревания» открытия, но и при решении задач разного уровня, когда требуется выход за пределы в стереотипов. По его мнению, средством преодоления служит механизм возникновения нужной ассоциации, которая является своего рода подсказкой, трамплином и является содержанием интуитивного мышления. Таким образом, познавательно-психологический барьер является атрибутом творческого акта и в какой-то степени его движителем.

В статье «Реализация творческого потенциала в инновационной деятельности» 12 мною были проанализированы инновационная и творческая деятельность, показана их взаимосвязь и соотношение. Инновационная деятельность, в том числе по разработке нанотехнологий, содержит значительный творческий компонент на разных этапах ее реализации. Такая деятельность требует постоянного ухода от стереотипа, который чаще всего и превращается в барьер на пути к созданию нового, к переходу на новый уровень осмысления проблемной ситуации. Способность преодолеть барьер и выйти за рамки стереотипа является неотъемлемым качеством творческой личности. Однако, не всегда психологические барьеры ведут к активизации поиска, принятию решения. В зависимости от ситуации они выполняют или функцию защиты, не допускающей вредных или нарушающих стабильность личности сигналов, или функцию преграды, не допускающей до сознания человека полезных сигналов, расширяющих кругозор, и таким образом укрепляющей предубеждения и ложные установки.

Зададимся вопросом, возможно ли создать условия, при которых описанные выше препятствия, опасения, если не полностью снимались бы, то, чтобы их негативное влияние значительно снижалось в процессе разработки и широкого применения нанотехнологий, а барьеры преодолевались конструктивно.

На макроуровне - это вектор движения социально-экономической системы страны по инновационному пути развития. Это, в первую очередь, государственная поддержка инноваций, законодательные меры (особенно льготы), поощряющие как инновационную деятельность вообще, так и разработки в области нанотехнологий, в частности. Путь этот декларируется властными структурами, но его реальность вызывает большие сомнения. Непредсказуемость пути, по которому пойдет Россия, сопоставима, пожалуй, с непредсказуемостью влияния нанотехнологий на человека и общество. Поэтому разработка рекомендаций для этого уровня, которым уже несть числа,- задача малоперспективная.

На уровне организаций и разработчиков - это преодоление технократической парадигмы управленческого мышления, авторитарности стиля руководства, консерватизма и формализации деятельности, преобладание горизонтальных потоков информации, самопланирование, автономность, децентрализация, формирование целевых рабочих групп, постоянное повышение профессионального уровня работников, привлечение квалифицированных специалистов, в том числе с широким гуманитарным кругозором.

«До сегодняшнего дня было востребовано узкоспециализированное образование, а для развития новых технологий нужны специалисты, подготовленные в междисциплинарной области, которые разбираются в самых разных сферах науки», - считает директор РНЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук. Это - создание благоприятного социально-психологического климата, который характеризуется доброжелательностью руководителя, атмосферой сотворчества и отсутствием образца регламентированного поведения, поощрением любознательности, высказываний оригинальных идей и отсутствием критики по этому поводу, наличием позитивного образца творческого поведения и его социальным подкреплением. Актуализация творческого компонента деятельности по разработке нанотехнологий может происходить успешнее в условиях совместной деятельности, организованной по типу командной, Мобильная организационная структура команды позволяет эффективно работать в условиях «неопределенности», т.е. с открытыми задачами, при решении которых не известна вся совокупность действующих факторов и существует необходимость в выработке множества гипотез. В инновационной команде создаются условия для формирования внутренней познавательной мотивации, возникают позитивные образцы творческого поведения.

На уровне потребителей - это в первую очередь информационно-образовательные средства, проведение комплексных образовательных или просветительских мероприятий, в доступной форме разъясняющих основные понятия и термины, раскрывающих наиболее перспективные области использования и направления развития нанотехнологий, современные достижения в этой обрасти, а также информирующих о возможных факторах риска для человека и общества. В настоящее время информацию по нанотехнологиям можно получить в основном в Интернете. Открыт федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и наноматериалы» (www.portalnano.ru), созданный в соответствии с ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы» по заказу Федерального агентства по науке и инновациям. Портал объединяет и систематизирует информацию о развитии наноиндустрии в России, передовых научных исследованиях и разработках в области нанотехнологий. Ресурс должен способствовать решению образовательных, научных, инженерных и производственных задач в сфере наноиндустрии, а также коммерциализации научно-исследовательских разработок.



Соколов А. В., Шашнов С. А., Карасев О. И., Рудь В. А. Долгосрочный прогноз развития российской наноиндустрии с использованием метода Дельфи.

2 Яковлев А. Р. Плюсы и минусы нанотехнологичных товаров.

3 EMERGNANO: A review of completed and near completed environment, health and safety research on nanomaterials and nanotechnology.

4 Зорин Н. А. Обзор Наномедицина: современное состояние и перспективы.

5 Н. А.Зорин считает совершенно оправданным включить в обзор то, что в международной практике называется «личным сообщением», такая рубрика включена даже в некоторые базы данных цитирования. В его работе приводятся выдержки из личных писем известных специалистов по наномедицине.

8 Зорин Н. А. Обзор Наномедицина: современное состояние и перспективы.

9 См. статью Ашмарина И. И. и Степановой Г. Б. «Представление о нанотехнологиях в студенческой среде» http://rusnor.org/pubs/articles/10887.htm.

10 Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии: В 2 т. М.: Педагогика, 1989.

11 Кедров, Б. О творчестве в науке и технике (научно-популярные очерки для молодежи) [Текст] / Б. Кедров. - М. : Мол. гвардия, 1987. - 192 с.

12 Степанова Г.Б. Реализация творческого потенциала в инновационной деятельности. В сб.: «Высшее образование и развитие человека», Доклады и материалы секции 5 VI Международной научной конференции «Высшее образование для XXI века» Москва, 19-21 ноября 2009 г., М, МосГУ, 2009, с.19-31 


Комментарии:

Пока комментариев нет. Станьте первым!