Сегодня нанотехнологи делают то, что раньше было возможно только в самых смелых фантастических романах: создают абсолютно новые структуры, перестраивая молекулы и атомы по своему усмотрению.
Рейтинг профессии
История профессии
Зарождение идей, положенных в основу технологий нанодиапазона, связывают с выступлением в 1959 году американского физика Ричарда Фейнмана. В своем докладе он допустил возможность механического перемещения одиночных атомов с помощью манипулятора с заданной целью.
Но сам термин «нанотехнология» впервые был использован японским физиком Норио Танигути только в 1974 году. Тогда он применялся в контексте темы производства различных изделий (полупроводниковых структур), имеющих величину несколько нанометров.
И идею, и терминологию подхватил еще один американский ученый Эрик Дрекслер, получивший известность как отец и популяризатор нанотехнологий.
В своей книге «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии» он предложил описание ассемблера, производящего копии себя и прочих произвольно сложных объектов, а также всего того, что позднее получило название молекулярная нанотехнология.
В России тема нанотехнологий стала активно разрабатываться с 2000-х. Сначала в рамках программы модернизации военной электроники, а вскоре и по другим приоритетным направлениям науки и техники. В 2007 году была учреждена государственная «Российская корпорация нанотехнологий», 2008-м основано «Нанотехнологическое общество России», а в 2010-м открылось первое нанопроизводство в стране – завод, создающий инструмент с наноструктурированным многослойным покрытием.
Одобренные проекты Роснано сегодня развиваются в 6 отраслевых кластерах, охватывающих медицину, электроники и оптику, солнечную энергетику, машиностроение, создание наноструктурированных материалов и инфраструктурных проектов.
Описание профессии
Нанотехнолог – это обобщающее наименование специалистов различных направлений науки и техники: от медицины до космонавтики и от электроники до машиностроения. Объединяет их то, что объекты работы (системы, устройства, материалы) относятся к нанодиапазону, то есть, имеют размер меньше 100 нанометров (в одном и более измерении). В результате изменения порядка величины вещество приобретает принципиально новые физико-химические свойства и качества.
Нанометрология предполагает междисциплинарный подход и применение как новаторских способов исследования, так и методологий, характерных для классических физики, биологии, химии, оптики и т. д. Поэтому и специфика деятельности нанотехнологов в зависимости от направления их работы может отличаться. Тематическое разделение происходит даже внутри отдельной дисциплины.
Так, например, нанобиолог в целом занимается включением нанотехнологических материалов и устройств в биологические процессы. Конкретные же задачи определяются научно-прикладной областью науки:
- Тераностика. В этом разделе науки специалисты работают над системами направленной доставки лекарственных препаратов, которая осуществляется благодаря способности биокомпьютерных структур проводить самостоятельный анализ биохимических сигналов микросреды и на основе выводов производить управляемое и «прицельное» терапевтическое воздействие.
- Биокомпьютинг. Ученые исследуют принципы работы, а инженеры реализовывают проекты по созданию молекулярных автоматических приборов (нанороботов) для расширения биологических возможностей организма и методов его лечения.
- Нанобиосенсорика. Теоретики разрабатывают, а практики внедряют новые экспресс-методы анализа наночастиц и выявления молекул (например, лекарств, токсинов, пестицидов), что обеспечивает сверхчувствительность при обнаружении следа вещества.
Свое разделение существует в и нанофотонике, нанофизике, нанохимии. Например, проблемой самоорганизации молекул с группировкой их определенным образом занимается супрамолекулярная химия. Однако в условиях междисциплинарной природы нанотехнологий зачастую один и тот же проект объединяет вокруг себя представителей сразу нескольких направлений.
На каких специальностях лучше учиться
Подготовка специалистов осуществляется в рамках направления «Нанотехнологии и наноматериалы» по нескольким специальностям:
- нанотехнологии и микросистемная техника;
- наноинженерия;
- наноматериалы.
Также вузы разрабатывают профильные программы по специальностям «материаловедение и технологии материалов», «химическая технология», «прикладные математика и физика», «электроника и наноэлектроника» и др. Для поступления в вузы нужны результаты ЕГЭ по профильной математике, русскому языку, а также физике, химии, биологии или информатике (в зависимости от профиля).
Лучшие вузы для обучения
Факультеты, готовящие специалистов по нанотехнологиям в различных сферах хозяйственной деятельности, начали открываться в вузах со средины нулевых годов:
- в 2006-м – при МФТИ (Москва) – факультет наноинформационных и когнитивных технологий;
- в 2007-м – при ИрГТУ (Иркутск) – физико-технический институт;
- в 2017-м – при НГУ (Новосибирск) – кафедра нанокомпозитных материалов с правом прохождения студенческой практики на заводе международной компании OCSiAl.
На сегодняшний день множество вузов по всей стране предлагают программы наноинжиниринга в различных отраслях науки и техники:
- в наноэлектронике:
- НИУ МЭИ (Москва), СПбПУ Петра Великого и СПбГЭТУ ЛЭТИ (Санкт-Петербург), РГРУ (Рязань), НГТУ им. Алексеева, ДГТУ (Ростов-на-Дону), ВГУ (Воронеж), ПГУ (Пенза), КубГУ (Краснодар), КНИТУ-КАИ (Казань);
- в сфере нанобиотехнологий:
- столичные МФТИ, НИЯУ МИФИ, РУДН, РХТУ им. Менделеева (Москва), СПбАУ РАН (Санкт-Петербург);
- в области создания наноматериалов:
- НИУ МИЭТ, РосНОУ и РГУ им. Косыгина (Москва), СГУ им. Чернышевского (Саратов), СибГИУ (Новокузнецк), БелГУ (Белгород), ПНИПУ (Пермь), ЛГТУ (Липецк), ВГУ (Волгоград), КНИТУ (Казань), НГТУ им Алексеева, ДГТУ (Ростов-на-Дону)
- в сфере создания микросистемной техники:
- СПбГЭТУ ЛЭТИ (Санкт-Петербург), НГТУ (Новосибирск), УрФУ им. Ельцина (Екатеринбург), САФУ им. Ломоносова (Архангельск).
Одним из самых престижных вузов у студентов считается столичный МГТУ им. Н. Баумана.
Обязанности на работе
Рабочее место нанотехнолога обычно представляет собой исследовательскую или проектно-техническую лабораторию, наполненную оборудованием, позволяющим погружаться в мир нанодиапазона. Среди устройств могут быть АСМ (сканирующий атомно-силовой микроскоп), РЭМ (растровый электронный микроскоп), ультрамикротомы, зондовые микроскопы, генераторы, позволяющие создавать дуговой электроразряд в плазме, компьютеры и т. д. С помощью инструментария нанотехнолог:
исследует свойства объектов наномира,- разрабатывает и реализовывает программу изменения состояния материалов и вещества (например, воздействует на него катализатором),
- организовывает компоненты, «собирая» наноразмерные устройства, микроприборы и системы разного назначения с топологической размерностью менее 100 нм.
Помимо этого, специалист должен постоянно пополнять свой багаж знаний, знакомиться с исследованиями, открытиями и публикациями коллег, а также делиться своим опытом путем подготовки научных работ.
Кому подходит
От будущего нанотехнолога требуется постоянное стремление к расширению базы знаний, настойчивость и трудолюбие, системный склад мышления. В связи с большим количеством регулярно обновляющихся материалов на английском языке его изучение стало практически обязательным условием для успешного профессионального развития.
Сколько получают
Выпускники-бакалавры, устраиваясь на работу, в среднем получают порядка 28–30 тыс. руб. в месяц. Окончившие магистратуру нанотехнологи зарабатывают около 45–50 тыс. руб. При этом роль играет должность, стаж работы, личные заслуги и финансовое положение предприятия. Успешные производственные организации, получающие крупные и регулярные заказы, могут платить молодым и перспективным специалистам большие суммы, чем получают такие же выпускники, устроившиеся в исследовательскую лабораторию.
Как построить карьеру
Карьера нанотехнолога может развиваться параллельно и по научной линии, и по должностной. Конкретные ступени зависят от организации, в которой занят специалист. Служебный рост работника НИИ предполагает постепенное движение от лаборанта к должности руководителя лаборатории, куратора проекта или исследовательского направления, директора института. Но нанотехнологи востребованы и на производственных предприятиях. Среди российских организаций в этой сфере самая крупная – корпорация АО «Роснано».
Перспективы профессии
Все виды деятельности, связанные с нанотехнологиями, в футуристических прогнозах получают статус профессий будущего. Тенденции в экономике только подтверждают наступление новой техноэры. Так, например, еще в начале века всего за год (с 2003-го по 2004-й) инвестиционные вложения в эту сферу увеличились в развитых странах более чем в два раза, а сейчас темпы притока как частного, так и государственного капиталов только возросли. Все это рождает спрос на специалистов различных отраслевых направлений нанотехнологий и делает профессию одной из самых перспективных.
Автор: Алексей Кузнецов