Рис. 4. Динамика выданных российских патентов (7), диссертаций (2), утвержденных ВАК России
Перспективы применения фуллеренов
К настоящему моменту круг возможных применений фуллеренов в основном обозначен [20]. В России, кроме уже отмеченных, проводятся следующие исследования и разработки в различных областях возможного применения фуллеренов (подробнее см. [21]).
В области биологии и медицины созданы водорастворимые аминокислотные и пептидные производные фуллерена Cg0 для использования в качестве адъюван-тов в высокоэффективных вакцинах [22] и антивирусных препаратах [23]; разработан фуллеренсодержащий сорбент для коррекции плазмы крови с целью предупреждения и лечения атеросклероза [24]; ведется изучение перспектив применения фуллерен-кислород-йодного лазера для лечения рака и вирусных инфекций (грант МНТЦ № 2592 «Лазерная фуллерен-кислородная терапия БИОЛОФТ»).
В области энергетики проводятся исследования по разработке накопителей водорода на основе углеродных наноструктур (фуллеренов, УНТ, углеродных нановолокон); изобретенный учеными из НИИ Лазерной физики (г. СПб) фуллерен-кислород-йодный лазер [25] может быть использован в лазерной энергетике для передачи солнечной энергии на большие расстояния с высоким КПД.
В трибологии изучаются трибологические свойства фуллеренов и фуллеренсодержащих материалов для применения в качестве присадок к маслам и консистентным смазкам [26]; разработаны материалы с улучшенными трибологическими свойствами путем введения в полимерное связующее полиэдральной многослойной углеродной наноструктуры фуллероидного типа [27], а также высокотемпературного прессования смесей порошков железа или кобальта и фулле-ритов [28].
В металлургии интерес представляет синтез фуллеренов и их соединений в структуре железоуглеродистых сплавов. Обнаружено зарождение фуллеренов в расплавах сталей в процессе их кристаллизации и присутствие углеродных скоплений в виде фуллеренов на примере серого чугуна [29]; исследованы закономерности формирования фуллеренсодержащих фаз в материалах, полученных методом порошковой металлургии [30].
Некоторые перспективные отечественные разработки представлены в сборнике с символическим названием «Перспективы фуллереновой нанотехноло-гии», вышедшем под редакцией одного из основоположников науки о фуллеренах Э. Осавы [31]. Ряд из них доведен до готовых технологий: это технология производства сверхтвердых материалов на основе фуллеренов [32] и технология наномодифицирования железоуглеродистых расплавов (участвовала в «Конкурсе Русских Инноваций» 2004—2005 года).
Несмотря на многообещающие возможности, общая картина экономического продвижения фуллеренов и продуктов на их основе оказалась более сложной и многогранной, требующей, например, принципиальных технологических изменений, учета возможных экологических опасностей и т.д. Практическое применение фуллеренов в России пока ограничено, они используются для изготовления элементов высокоточных приборов, в качестве катализаторов при синтезе алмазов из графита, наномодификаторов углепластиков, для придания гидрофобных свойств мра-мороподобным породам при реставрационных работах и др. В последнее время учеными из Санкт-Петербурга предлагается использовать в качестве нового более дешевого нанокластерного материала дуговую углеродную сажу. Как отмечено уже на нынешней конференции: более широкому применению фуллеренов могла бы способствовать ориентация на «средние», а не только высокие технологии.
Заключение
Несмотря на отсутствие промышленных реализаций, интерес к изучению фуллеренов и их производных продолжает оставаться в мире на достаточно высоком уровне [8]. Россия занимает здесь неплохие (более высокие, чем в целом в физике и химии) позиции, проводя исследования по всем основным направлениям науки о фуллеренах. В короткие сроки удалось сформировать национальное научное сообщество, занимающееся проблемами этой науки на мировом уровне. В качестве подтверждения можно отметить «точки превосходства»: ультратвердый материал на основе фуллерена С60; фуллерен-кислород-йодный лазер; ферромагнитный полимеризованный фуллерен С60. Имеются значительные достижения в области исследования нелинейно оптических свойств фуллеренов, создания на их основе противовирусных вакцин и др. Целый ряд публикаций российских авторов обладает высоким импакт-фактором, вышли первые отечественные монографии по фуллеренам (2001, 2005 гг.). Успешные российские разработки отличает, как правило, высокая наукоемкость (связь с фундаментальными исследованиями), изначальная направленность на опережение, а не повторение зарубежных результатов. По ряду характерных показателей [33] внедрение углеродных наноструктур способно стать важным сектором формирующейся в мире экономики знаний. Чтобы вписаться в этот процесс, России предстоит преодолеть целый комплекс проблем, главная из которых — низкий внутренний спрос на знания. Без этого наука будет оставаться невостребованной со всеми вытекающими для страны негативными последствиями: отток перспективной молодежи за рубеж, старение исследовательских кадров, оголение национальной инновационной системы и т.д.
В заключение подчеркнем: наличие современных баз данных позволяет, используя средства информационного анализа и наукометрии, сформировать достаточно целостное структурированное представление о состоянии и перспективах развития той или иной научной области, научно-технического направления. В сочетании с экспертным анализом это создает полезный инструмент для конструктивной экономики знаний.
Список литературы
1. Смоли Р.Е., Керл Р.Ф., Крото Г. Успехи физ. наук, 1998, т. 168, № 3, с. 323-358.
2. Харгиттаи И. Откровенная наука. Беседы со знаменитыми химиками. М: УРСС, 2003, 469 с.
3. Бочвар Д.А., Галъперн Е.Г. Докл. АН СССР, 1973, т. 209, № 3, с. 610-612.
4. Вгаип Т., Schubert A.P., Kostoff R.N. Chem. Rev., 2000, v. 100, № 1, p. 23-37.
5. Kostoff R.N., Вгаип Т., Schubert A.P. e. a. J. Chem. Inf. Corn-put. Sci., 2000, v. 40, № 1, p. 19-39.
6. Gupta V.K. Scientometrics, 1999, v. 44, № 1, p. 17—31.
7. Вгаип Т., Schubert A.P., Kostoff R.N. J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2002, v. 42, № 5, p. 1011-1015.
8. Terekhov A.I., Efremenkova V.M., Stankevich I.V. e. a. Book of Abstracts: 7th Biennial Int. Workshop «Fullerenes and Atomic Clusters». St Petersburg, 2005, p. 288.
9. US Patent № 6386468, 14.05.2002.
10. US Patent № 6509095, 21.01.2003.
11. http://magazines.russ.ru/oz/2002/7/2002_07_39.html.
12. Blank V.D., Buga S.G., Serebryanaya N.R. e. a. Physics Letters A., 1995, v. 205, p. 208-216.
n.Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L., Butenko Y.V. e. a. Chem. Phys. Lett., 1994, v. 222, p. 343-348.
U.Bashkin Т.О., Rashchupkin V.I., Gurov A.F. e. a. J. Phys. Condensed Matter., 1994, v. 6, p. 7491—7498.
15.Bashilov V.V., Petrovskii P.V., Sokolov V.I. e. a. Organometal., 1993, v. 12, p. 991-992.
16. Korobov M.V., Sidorov L.N. J. Chem. Thermodyn., 1994, v. 26, p. 61-73.
17. US Patent № 6245312, 12.06.01.
18. Satpathy S., Antropov V.P., Andersen O.K e. a. Phys. Rev. B. Condensed Matter., 1992, v. 46, p. 1773-1793.
19.Makarova T.L., Sundqvist В., Hohne R. e. a. Nature, 2001, v. 413, p. 716-718.
20. Сидоров Л.Н., Юровская М.А., Борщевский А.Я. и др. Фул-лерены. М.: Изд-во «Экзамен», 2005, 687 с.
21. Терехов А.И., Терехов А.А. Межотраслевая информационная служба, 2004, № 2, с. 12—30.
22. Патент РФ № 2129436, 27.04.99.
23. Патент РФ № 2196602, 20.01.03.
24. Патент РФ № 2118541, 10.09.98.
25. Патент РФ № 2181224, 10.04.01.
26. Гинзбург Б.М., Точильников Д.Г. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2002, № 2, с. 60—68.
27. Патент РФ № 2188834, 10.09.02.
28. Патент РФ № 2123473, 20.12.98.
29. Закирничная М.М. Завод, лаб. Диагностика материалов, 2001, т. 67, № 8, с. 25-30.
30. Гревнов Л.М. Изв. высш. Учеб. заведений. Черная металлургия, 2003, № 3, с. 42—45.
31. Perspectives of Fullerene Nanotechnology. Ed. E. Osawa. Norwell, MA: Kluwer Academic, 2002, 385 p.
32. www.extech.ru/s_e/min_s/niokr/krittech/annot/3-06.htm.
33. Макаров В.Л. Вестник РАН, 2003, т. 73, № 5, с. 450-456.