От греч. греч. nanos — карлик.Нанотехнолог — специалист по нанотехнологиям, учёный, который исследует материалы на молекулярном и атомарном уровне и создаёт объекты из компонентов, обладающих наноразмерами.Приставка нано- используется при обозначении физических величин и указывает на размер, равный одной миллиардной доле какой-либо единицы. Например, одна миллиардная метра называется нанометром.В других случаях приставка нано– означает использование мельчайших компонентов размером от 1 до 100 нанометров (нм).
Содержание
Особенности профессии
Нанотехнологи создают новые материалы с чётко заданной атомарной структурой. Контролируемые манипуляции отдельными молекулами и атомами для «сборки» таких материалов – это и есть нанотехнология.
Работа с мельчайшими элементами возможно, благодаря мощным электронным микроскопам высокого разрешения. Таким, как сканирующий атомно-силовой микроскоп (АСМ), растровый электронный микроскоп (РЭМ).
К нанотехнологиям относят также разработку и создание электронных схем, основанных на элементах размером с молекулу или атом. Разработку роботов (наномашин, нанороботов) размером с молекулу. А также методы исследования таких объектов.
Таким образом, нанотехнология — междисциплинарная область, находящаяся на стыке науки (фундаментальной и прикладной) и техники.
Почему это направление стало таким актуальным в последнее время? Дело в том, что нанотехнология — это наиболее глубинное и направленное вмешательство в материю на сегодняшний день. Это качественно новый уровень точности.
Принцип создания наноматериалов (манипуляции отдельными атомами) позволяет получать такие свойства, которых невозможно добиться традиционным способом. Потому что традиционный способ (проведение химических реакций) — это работа с порциями вещества, состоящими из миллиардов атомов.
Словарь
Наноматериал — материал, состоящий из структурных элементов, размеры которых (хотя бы в одном измерении) не превышают 100 нм.
Наносистемная техника — системы и устройства, созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий.
Наноиндустрия — производство на основе нанотехнологий.
Нанобактерии — органо-минеральные структуры (30—200 нм), способные к самостоятельному размножению.
История
Термин «нанотехнологии» первым начал использовать японский физик Норио Танигучи в 1974 году, обозначая им создание материалов с нанометровой точностью.
Однако отцом нанотехнологий считается американский учёный Ким Эрик Дрекслер, который начал свою работу в этой области в 1970-х годах (тогда он разрабатывал солнечные батареи на основе нанотехнологий). Он автор теории создания молекулярных нанороботов, нанотехнологического механосинтеза.
В 1992 году Дрекслер выступил перед комиссией Конгресса США с докладом, в котором описал, как именно нанотехнологии должны преобразить мир. По его мнению, они должны избавить мир от голода и болезней, а также уберечь от экологической катастрофы, т.к. всё, что нужно человечеству, можно сделать с помощью нанороботов из атомов и молекул почвы, воздуха и песка.
Но у нанотехнологий есть и тёмная сторона. Об этом говорит и сам Декслер. Ему принадлежит концепция конца света от «серой слизи», т.е. неуправляемых саморазмножающихся нанороботов, которые могут поглотить жизнь на Земле.
Перспективы профессии
Искусственный фагоцит сможет уничтожать чужеродные бактерии и вирусы.
В утверждении, что нанотехнологи избавят человечество от голода и болезней, почти нет преувеличения. Например, ученые уже разработали методики лечения злокачественных опухолей с помощью нанополимеров, которые доставляют большие дозы лекарства напрямую в раковые клетки. У этого метода гораздо меньше побочных эффектов, чем у традиционной химиотерапии.
Разработали способы восстановления клеток организма (нанопластырь для восстановления миокарда, повреждённого инфарктом, и пр.). Таких примеров очень много. Попытки использовать нанотехнологи для лечения предпринимают и в России. Предприятие «Нанокор» в Томске в 2012 году начинает разрабатывать технологию использования биоактивных наночастиц для лечения атеросклеротических бляшек в кровеносных сосудах.
Миниатюрные технологии нужны не только в медицине. Например, американские военные планируют в 2015 году запустить в космос наноспутники, которые отправятся к отработавшим свой срок орбитальным аппаратам, встроятся в их системы управления и таким образом дадут списанным спутникам новую жизнь. Энергию они будут получать от солнечных батарей старых спутников.
Теперь уже очевидно, что нанотехнологии — это новые возможности для бизнеса и конкуренции. Сегодня отрасль развивается стремительно. По мнению европейских экспертов, в 2010—2015 гг. во всём мире (включая Европу, Японию, Китай, США и Россию) в ней будут работать больше 2 000 000 специалистов.
В России за развитие нанотехнологий отвечает «Российская корпорация нанотехнологий» (РосНа-ноТех). Уже ближайшие годы профессия специалист по нанотехнологиям должна стать одной из самых востребованных профессий в России.
Профессия нанотехнолога обладает значительным потенциалом для дальнейшего развития в будущем. С учетом глобальных тенденций на развитие новых материалов, медицины и электроники, спрос на специалистов в области нанотехнологий будет продолжать расти. Нанотехнологи будут активно участвовать в создании инновационных решений, от улучшения характеристик строительных материалов до разработки новых лекарственных средств, что сделает эту профессию важной и востребованной.
Одной из ключевых областей применения нанотехнологий станет медицина, где они будут играть решающую роль в диагностике, терапии и создании биоматериалов. Например, разработка наночастиц для целевой доставки лекарств позволит сократить побочные эффекты и повысить эффективность лечения. Такой подход уже привлекает внимание научного сообщества и фармацевтических компаний, и вскоре может стать стандартом в медицине.
Кроме того, с увеличением финансирования исследований и разработок в области нанотехнологий, а также с появлением новых стартапов, нанотехнологи смогут находить множество возможностей для профессионального роста. Появление новых образовательных программ и повышение интереса к междисциплинарным подходам создадут сосредоточение знаний и навыков в этой области. Таким образом, профессия нанотехнолога имеет все шансы стать одной из ключевых в науке и технике будущего.
Рабочее место
Профессия нанотехнолог позволяет работать в производственных компаниях, в научно-исследовательских центрах всего мира. Например, в «Центре конвергентных нано-, био-, информационных и когнитивных наук и технологий» Курчатовского института.
Нанотехнологи работают на грани научной фантастики и реальности, манипулируя материалами на уровне атомов и молекул. Мало кто знает, что некоторые наноматериалы имеют способность к «самовосстановлению». Это означает, что они могут восстанавливать свою структуру после повреждений, что открывает новые горизонты для создания устойчивых и долговечных материалов.
Еще одним интересным фактом является то, что нанотехнологии активно используются в медицине. Например, нанороботы могут быть спроектированы для целенаправленного доставки лекарств прямо в опухоли, минимизируя побочные эффекты и увеличивая эффективность лечения. Это не только повышает результаты терапии, но и кардинально меняет подход к лечению заболеваний.
Кроме того, нанотехнологи работают над улучшением солнечных панелей, используя наночастицы для повышения их эффективности и уменьшения затрат на производство. Такие технологии могут значительно ускорить переход к возобновляемым источникам энергии, что имеет огромное значение для экологии планеты.
Важные качества
Профессия нанотехнолога предполагает интерес к исследовательской работе, научный склад ума.
Знания и навыки
Нанотехнология находится на стыке химии, биологии, физики, математики, информатики. Для успешной работы нужны знания по математике, физике, химии, биологи, информатике. А также специальные знания, которые зависят от конкретной специализации. Для общения с иностранными коллегами и чтения литературы требуется знание английского языка.
Где учат
Для работы в сфере нанотехнологий необходимо получить в вузе одну из специальностей: «нанотехнологии», «нанотехнологии в электронике», «наноматериалы».
Вузы, в которых можно получить профессию нанотехнолога (неполный список)
- Московский физико-технический институт (государственный университет)
Факультет нано-, био-, информационных и когнитивных технологий (ФНБИК).
Научно-техническая база – в Курчатовском институте.
- Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана.
Научно-техническая база – договор с РОСНАНО.
- Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».
Институт новых материалов и нанотехнологий.
- Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА).
Факультет электроники.
- Московский государственный институт электроники и математики (МИЭМ).
Факультет электроники.
- Московский государственный институт электронной техники (технический университет) МИЭТ.
Факультет электроники и компьютерных технологий.
- Московский государственный университет инженерной экологии (МГУИЭ).
Факультет автоматизации и информационных технологий.
- Московский энергетический институт (государственный университет) (МЭИ).
- Институт тепловой и атомной энергетики.
- Российский государственный технологический университет им. К. Э. Циолковского (МАТИ).
- Российский химико-технологический университет им. М.Д. Менделеева (РХТУ).
- Институт материалов современной энергетики и нанотехнологии.
Вопросы по теме
Какие основные навыки должен иметь нанотехнолог для успешной работы в отрасли?
Нанотехнолог должен обладать широким спектром навыков, включая знания в области физики, химии и материаловедения. Кроме того, важны аналитические способности и умение работать с современным оборудованием для анализа на наноуровне. Коммуникационные навыки также играют важную роль, поскольку нанотехнологи часто работают в междисциплинарных командах и должны уметь объяснять сложные концепции как специалистам, так и неспециалистам.
Какое будущее ждет профессию нанотехнолог в свете современных технологических тенденций?
Будущее профессии нанотехнолога выглядит весьма многообещающе. С каждым годом растет интерес к наноматериалам и их применению в различных отраслях, включая медицину, электронику и экологию. Ожидается, что значительно увеличится спрос на специалистов, способных разрабатывать и внедрять инновационные решения на основе нанотехнологий. Также будем наблюдать активное взаимодействие с искусственным интеллектом и машинным обучением,
