Концепция развития

ЧАСТЬ II. Концепция развития и освоения нанотехнологий и наноматериалов в Республике Беларусь

Развитие экономики Беларуси в направлении освоения современного VI технологического уклада предполагает разработку межотраслевых технологий на базе перекрестного использования в различных сочетаниях достижений в области нанотехнологий, новейших био- и инфотехнологий, а также достижений в отдельных других областях науки и техники. Предлагаемая концепция развития и освоения нанотехнологий и наноматериалов в Республике Беларусь ставит своей основной целью определение стратегии и путей решения данной задачи в период до 2015 г. Ее реализация призвана обеспечить: 
- модернизацию традиционных отраслей экономики в целях увеличения производительности труда
- снижения энерго- и материалоемкости
- создания новых видов продукции, обеспечивающих снижение импортозависимости республики и наращивание экспортного потенциала
- создание и развитие производств, обеспечивающих выпуск продукции нового поколения
- разработку технологий, позволяющих наладить выпуск конкурентоспособной на мировых рынках продукции с высокой добавленной стоимостью
- создание безопасных условий труда на рабочих местах.
Стратегия действий на этом пути включает:

• Создание межведомственного государственного органа, координирующего развитие и освоение нанотехнологий и наноматериалов  в Республике Беларусь.
• Создание сети национальных нанотехнологических платформ.
• Системную подготовку инженерных и научных кадров.
• Модернизацию существующих производств.
• Создание новых производств.

Задачи и содержание этих мероприятий состоят в следующем.

1. Межведомственный государственный орган, координирующий развитие и освоение нанотехнологий и наноматериалов  в Республике Беларусь

Задача: обеспечить формирование и функционирование национальной инфраструктуры для развития и координации научных исследований, инженерных разработок, коммерциализации результатов и подготовки кадров в в области нанотехнологий и наноматериалов.
Таким органом может стать Государственная корпорация БЕЛНАНО (по аналогии с российской госкорпорацией РОСНАНО) или Государственный комитет по нанотехнологиям и наноматериалам. Формирование данной структуры целесообразно провести путем включения в нее сотрудников подразделений, отвечающих за инновационное развитие в Государственном комитете по науке и технологиям, Министерстве промышленности, Военно-промышленном комитете, НАН Беларуси, Министерстве образования и в других министерствах и ведомствах. 

2. Сеть национальных нанотехнологических платформ

Задача: консолидировать научный и инженерный потенциал республики только на актуальных для Беларуси направлениях разработки и внедрения  нанотехнологий и наноматериалов, обеспечить эффективное использование ограниченных финансовых возможностей.
Каждая платформа должна представлять собой научно-учебно-производственный центр, оснащенный современным технологическим и аналитическим оборудованием по профилю своей деятельности.
Основными функциями платформы являются:
- аналитическое и технологическое обеспечение научных исследований по актуальным направлениям развития нанотехнологий и создания наноматериалов
- научное обеспечение освоения в производстве нанотехнологий и наноматериалов
- подготовка инженерных и научных кадров в области нанотехнологий и наноматериалов
- консалтинг.
Одним из элементов платформы должно стать подразделение, обеспечивающее коммерческое продвижение результатов деятельности платформы и организующее взаимодействие между разработчиками, потребителями и инвесторами.
На начальном этапе актуально создание следующих платформ:
- Нанотехнологическая платформа по наноструктурам из металлов, полупроводников и диэлектриков (на базе БГУИР)
- Нанотехнологическая платформа по материалам и структурам нанофотоники (на базе Института физики НАН Беларуси)
- Нанотехнологическая платформа по углеродным наноструктурам (на базе ИТМО НАН Беларуси)
- Нанотехнологическая платформа по сканирующим зондовым технологиям (на базе ИТМО НАН Беларуси и БНТУ)
- Нанотехнологическая платформа по магнитным материалам (на базе Центра по материаловедению НАН Беларуси)
- Нанотехнологическая платформа по биологическим наноструктурам (на базе БГУ)
- Нанотехнологическая платформа по медицине и фармацевтике (на базе медицинского университета)
- Нанотехнологическая платформа по конструкционным полимерным нанокомпозитам (на базе ИММС НАН Беларуси с участием ИХНМ НАН Беларуси)
- Нанотехнологическая платформа по строительным материалам (на базе БНТУ)

3.Системная подготовки инженерных и научных кадров

Задача: обеспечить необходимую интеллектуальную базу и создать “критическую массу” специалистов для успешного инновационного развития и освоения нанотехнологий и наноматериалов в республике. Для этого:

• Ввести в Общегосударственный классификатор специальностей и квалификаций новое направление подготовки специалистов с высшим образованием “Нанотехнологии и наноматериалы (по направлениям)”, включив в это направление уже открытую в БГУИР специальность “Нанотехнологии и наноматериалы в электронике” и добавив новые, такие как “Нанотехнологии и наноматериалы (в химическом производстве)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в полиграфии)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в металлургии)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в строительстве)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в сельскохозяйственном производстве)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в производстве продуктов питания)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в медицине и фармацевтике)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в защите информации)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в системах обеспечения безопасности)”, “Нанотехнологии и наноматериалы (в военном деле) ”. На начальном этапе это могут быть специализации в соответствующих специальностях высшего образования.
• Министерству образования совместно с заинтересованными министерствами и ведомствами сформировать госзаказ на данных специалистов и организовать их подготовку в вузах республики.
• Расширить подготовку научных кадров в организациях Министерства образования и НАН Беларуси по ВАКовской специальности “Нанотехнологии и наноматериалы (по отраслям)”, выйдя к 2015 г. на уровень ежегодного выпуска 15 кандидатов и 2 докторов наук.

Подготовка специалистов должна быть ориентирована на их последующую работу на таких предприятиях как ОАО “Интеграл” и “Горизонт”, КБТЭМ  ОМО, БЕЛВАР, УП “Научно-технический центр – Атлас”, ОАО “Могилевхимволокно”, УП МЗ СИиТО, УП “Технопарк БНТУ “Метолит”,  РУП “Белкоммунмаш”, РАУП “Гомельское ПО “Кристалл”, ООО “Изовак”, НТПК “Анализ Х”, ПРУП “Минский завод  специального инструмента и технологической оснастки”», ОАО "Завод швейных машин", РУП завод “Могилевлифтмаш”, ОАО “ЛМЗ Универсал”, ОДО “Велкап”, ООО “ЭТОН”, ОАО “НИИ Феррит-Домен”, ОАО “Элкерм”, МНИРМ, МНИПИ, НП ООО “Медбиотех”, ОАО “Завод Легмаш». РУП БМЗ, УП “Минский механический завод им. С. И. Вавилова”, РУП ДП “Зенит”. НПРУП “Экран”, УП “Молодечненский радиозавод “Спутник”, ЧУП “Энва” ОО БелТИЗ, УП “Минский электромеханический завод”, РУП  “Монолит», РУП “Криптотех”, РУП “Белмедпрепараты”, концерн “Белбиофарм”, ОАО “Измеритель”, РУП “Завод Камертон”,  ОАО “Гидросельмаш” и других, а также в Парке высоких технологий и на  вновь создаваемых инновационных предприятиях.

4. Модернизация существующих производств

Задача: создать условия и организовать выпуск наукоемкой продукции с использованием нанотехнологий и наноматериалов на действующих в республике предприятиях. 
Электроника. Имеющиеся в республике предприятия электронной промышленности позволяют при их модернизации освоить выпуск новых востребованных на внутреннем рынке и конкурентоспособных на мировом уровне изделий:
- электронные системы обработки информации с трехмерной сборкой (3D сборкой) кристаллов кремниевых интегральных микросхем
- интегральные микросхемы памяти на ферроэлектрических и спиновых свойствах наноструктур
- датчики и сенсорные устройства.
Соответствующую модернизацию и выпуск этой продукции следует организовать в первую очередь на ОАО “Интеграл” и “Горизонт”, в МНИРМ и МНИПИ.

Нанофотоника.

Для действующих производств разработки в области нанофотоники, по-видимому, не приведут к созданию принципиально новых товаров, отсутствующих в настоящее время на рынке, а обеспечат улучшение параметров и соотношения «цена-качество» существующих изделий. К таким изделиям относятся:
-  светодиоды, лазеры и оптические приборы, в которых нанофотоника реализует новые принципы управления световыми потоками (оптические и электрооптические модуляторы и затворы)
-   дисплеи, отличающиеся повышенной яркостью изображения, энергосбережением, уменьшенными габаритами, защитой от последствий перегрева
- солнечные и фотокаталитические элементы.
Актуальным является расширение производства в уже действующих организациях – “Центр светодиодных и оптоэлектронных технологий” НАН Беларуси, ООО “Солар групп”, а также организация производства продукции с изделиями нанофотоники в ОАО “Пеленг”, ОАО “БеоЛОМО”, КБТЭМ-ОМО, КБ “Дисплей”, НТЦ “ЛЭМТ”, “Лотис ТИИ”, “Солар ТИИ”. При этом первоочередной задачей следует считать производство эффективных и надежных твердотельных источников освещения для замены вольфрамовых ламп накаливания, а также ртутных и ртутно-натриевых  газоразрядных люминесцентных  ламп.

Производство машин и приборов.

Наиболее целесообразным направлением применения нанотехнологий в машиностроительном комплексе Республики Беларусь следует считать использование новых материалов, созданных с использованием нанотехнологий и обладающих уникальными свойствами. Примером могут служить материалы, обладающие свойством восстановления структуры, нарушенной или изменённой при внешних воздействиях (self-healing materials), которые обладают беспрецедентной длительной прочностью и сопротивлением разрушению при различных условиях эксплуатации.
В области производства и ремонта машин агропромышленного комплекса наиболее перспективным направлением является разработка технологических основ восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся деталей машин агропромышленного производства путем формирования износостойких наноструктурных поверхностных слоев и покрытий. Работы в данных направлениях проводятся в БГАТУ, БНТУ, Институте порошковой металлургии НАНБ.
Оценивая ситуацию в области создания точных приборов, следует отметить, что из стран Восточной Европы только в России и Беларуси организовано серийное производство столь наукоемкой продукции, как сканирующие зондовые микроскопы. При наличии соответствующего финансирования Республика Беларусь имеет уникальную возможность оснастить нанотехнологические производства приборами наноконтроля на базе СЗМ и производить АСМ и измерительные комплексы на его основе в качестве импортозамещающей и экспортоориентированной продукции. Выпуск этой продукции следует организовать в первую очередь на основе ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси, ОДО «Микротестмашины», НПО «Планар» и «Интеграл», НПРУП «ЛЭМТ».

Текстильное и швейное производство.

Для того, чтобы поднять конкурентоспособность отрасли, вначале потребуется увеличить ее наукоемкость, которая в 2008–2010 г составила 0,1 процента, что меньше критической величины в 1 процент.
Развитие отраслевой науки в области создания текстильных, швейных и трикотажных изделий (секция DB) следует осуществлять в следующих приоритетных направлениях:

• создание технологий получения и переработки ткацких и трикотажных пряж с использованием современного ассортимента химических волокон, обеспечивающих улучшение физико-механических, гигиенических и потребительских свойств готовой продукции
• создание и освоение наукоемких технологий по глубокой переработке сырьевых ресурсов (льна, шерсти, хлопка, химических волокон и нитей) с использованием достижений в области нано- и биотехнологии, лазерной и плазменной технологий, обеспечивающих энерго- ресурсосбережение, использование отходов промышленного производства, переход отрасли на экологически безопасные материалы и ресурсосберегающие технологии
• разработка новых видов специальных материалов с заданными свойствами (с огне- и биозащитными, электропроводными, огне-термостойкими, инсектицидными, одорированными, антистатическими, с высокими термофизиологическими и иммуномодулирующими свойствами)
• разработка и освоение технологий производства экологически безопасных и принципиально новых изделий медицинского назначения, в том числе с антимикробными и бактерицидными свойствами, обеспечивающих здоровье и более высокое качество жизни человека
• создание технологий для выпуска продукции технического и оборонного назначения (камуфляжные, огне- и термостойкие ткани, токопроводящие текстильные материал и др.), обеспечивающей безопасность людей, работающих в экстремальных условиях, в аварийных и других ситуациях
• разработка композиционных теплоизоляционных материалов, нетканых текстильных материалов широкого применения, в том числе с использованием отходов текстильного производства
• разработка современных систем автоматизированного проектирования, планирования и управления производственным процессом.

Для реализации вышеперечисленных направлений  рекомендуется ввести следующие новые техпроцессы и производства:

• Технологический процесс производства пряжи малой линейной плотности для трикотажных изделий. Внедрение технологии позволит увеличить выпуск хлопчатобумажной пряжи малой линейной плотности 7,5-20 текс по гребенной системе прядения и снизить импорт данной пряжи и изделий из нее и расширить ассортимент пряжи и трикотажных изделий из нее. Ориентировочная цена на новый вид продукции в зависимости от линейной плотности и состава сортировки составит от 6 до 8 у.е. Производство трикотажной пряжи является экономически выгодным, пряжа малой линейной плотности востребована не только отечественными, но и российскими текстильными предприятиями.
• Технология производства и ассортимент текстильных и трикотажных материалов с новыми функциональными свойствами (терморегулируемыми, биоактивными, эстетическими и др.), в том числе с использованием нанотехнологий. Замена традиционно используемых ПЭ волокон 0,33 текс в камвольном прядении на ПЭ волокна 0,17 текс позволит не только дополнить, но и улучшить некоторые свойства шерсти, повысит потребительские свойства готовой ткани, придаст ей более натуральный вид и улучшит гриф готовой продукции.
• Технология биоцидной отделки хлопчатобумажной отбеленной марли с использованием биоцидных препаратов с наночастицами серебра и производство медицинских перевязочных материалов из нее. Будет изучена возможность применения плазмохимической обработки материалов медицинского назначения (салфеток, трубчатых бинтов под гипс) при производстве конкурентоспособной продукции, обладающей помимо улучшенных эксплуатационных свойств (повышение смачиваемости, адгезии), еще и лечебно-профилактическими (антимикробными) свойствами.
• Технологии получения пряж и текстильных материалов на основе результатов исследования и анализа различных методов получения длинного и короткого льноволокна; создание технологий производства тонких льносодержащих пряж линейных плотностей 20 текс, 15,4 текс, 11,8 текс хлопкового типа различных сырьевых составов, включая 100 процентов целлюлозные волокна, и облегченных трикотажных полотен и изделий современного дизайна, выработанных из тонких льносодержащих пряж на вязальном оборудовании высоких классов. Тонкие льносодержащие пряжи востребованы всеми отечественными трикотажными предприятиями, обновившими парк вязального оборудования современными высокопроизводительными машинами от 22 до 32 класса.
• Технология получения фиксированных пряж шерстяного типа и трикотажных изделий повышенной комфортности и эстетичности, обладающих повышенной мягкостью, объемностью, с улучшенными эксплуатационными и эстетическими свойствами.
• Технология производства нитей, пряжи и тканей специального назначения с использованием нанотехнологий, разработка новых технологических процессов производства текстильных изделий, обладающих специальными свойствами (антистатическими, экранирующими инфракрасное и электромагнитное излучение) на основе металлизации текстильных материалов методом магнетронного напыления, позволяющим регулировать толщину напыляемого металлического слоя. Использование данного вида тканей предполагается в производстве специальной и форменной одежды, востребованной не только отечественными, но и российскими текстильными предприятиями.

Ориентировочная цена на новый вид продукции в зависимости от назначения и вида составит от 15 до 20 у.е. за метр погонный текстильного материала при стоимости зарубежных аналогов до 35 у.е.
На первом этапе предполагается выполнение быстрореализуемых инновационных проектов на предприятиях текстильной отрасли (ОАО “Моготекс”, ОАО “Лента” и другие), базирующихся на уже имеющемся научно-техническом заделе и перечисленных выше.  На втором этапе рекомендуется выполнение инновационных проектов, базирующихся на нанотехнологиях, использующих наночастицы (в частности, наночастицы серебра), нанотрубки вначале как модификаторы хлопковых, льняных и синтетических тканей, а затем, при увеличении производства нанотрубок, как самостоятельные волокна для производства ткани с широким диапазоном функциональных свойств и высокой добавленной стоимостью.
Результатами деятельности всех организаций легкой промышленности в 2011–2020 гг. будет, в первую очередь, повышение эффективности производства, о чем свидетельствует рост рентабельности продаж с 11 % в 2015 г. до 13 % в 2020 г. по организациям подсекции DB.

Агропромышленный комплекс и биотехнологии.

Применение новых высоких технологий в агропромышленном производстве является приоритетным направлением развития отрасли. К числу таких технологий, способных обеспечить существенное повышение эффективности АПК, относятся нанотехнологии, которые могут найти применение практически во всех агропромышленных отраслях. Наиболее перспективные направления развития нанотехнологий в АПК Республики Беларусь на ближайшие годы включают: наномодифицированные защитно-стимулирующие вещества для обработка семян, наномодифицированные удобрения и пестициды в растениеводстве для повышения урожайности; кормовые нанодобавки в животноводстве для роста продуктивности животных; наносенсорный контроль состояния организма животных, наномодифицированные ветеринарные препараты для совершенствование ветеринарии; пищевые нанодобавки, наносредства очистки продуктов в процессе производства в пищевой промышленности для  улучшение качества продуктов питания. Актуализация этих направлений проводится в ряде научных учреждений НАН Беларуси (Институт экспериментальной ботаники, Институте биоорганической химии, Институте биофизики и клеточной инженерии, Института овощеводства, НПЦ по животноводству, Институте экспериментальной ветеринарии, НПЦ по продовольствию и др.) и учреждений образования (БГАТУ, БГСХА, ГГАУ, БГУ, ВГУ).
В развитии указанных выше направлений научных исследований и технологических разработок заинтересованы многочисленные предприятия Минсельхозпрода и Белпищепрома Республики Беларусь.

5. Создание новых производств

Задача: обеспечить выпуск востребованных на внутреннем и мировом рынках наноматериалов и изделий из них, производство которых невозможно на действующих предприятиях. Решение этой задачи должно преимущественно опираться на создание малых и средних инновационных предприятий межотраслевой направленности всех форм собственности. Решающую роль здесь призваны сыграть предприятия и организации, создаваемые при университетах и научных центрах НАН Беларуси. Основными направлениями производственной деятельности этих предприятий должны стать:
- наноструктурированные материалы из металлов, полупроводников и диэлектриков и изделия на их основе
- углеродные наноструктуры и изделия на их основе
- материалы и изделия нанофотоники
- текстильные материалы с наноструктурами и изделия на их основе
- наноструктурированные препараты биологического и медицинского назначения
- сканирующие зондовые устройства и технологии.
Специализация предприятий на определенных наноматериалах и наноструктурах призвана обеспечить их широкое многофункциональное использование в различных отраслях экономики.

6. Ожидаемые результаты

Реализация предложенной концепции должна позволить выйти на основные показатели, предусмотренные в Стратегии технологического развития Республики Беларусь на период до 2015 года, утвержденной Постановлением Совета Министров Республики Беларусь 01.10.2010 № 1420, а именно:
- иметь долю инновационно-активных предприятий в общем количестве предприятий промышленности не менее 40 %
- довести долю наукоемкой и высокотехнологичной продукции в общем объеме белорусского экспорта до 12-14 %
- обеспечить затраты субъектов предпринимательской деятельности (коммерческого сектора) на исследования и разработки – не менее 1,3-1,55 % от ВВП.