Версия для печати
Вернуться к списку

Чему учат нанотехнологов

Справка STRF:

Владимир Владимирович Слепцов, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Наукоемкие технологии радиоэлектроники» факультета «Информационные системы и технологии», МАТИ-РГТУ им.К.Э. Циолковского. Заслуженный конструктор России. Владимир Слепцов: «Наша главная цель – научит создавать передовые технологии и устройства в области радиоэлектроники»

РГТУ им. К. Э. Циолковского известен больше по своей старой аббревиатуре — МАТИ, или Московский авиационно-технологический институт. Тематика некоторых кафедр связана с нанотехнологиями, и сотрудники института занимались ими в то время, когда и термина такого ещё не было. Однако найти человека в МАТИ, который бы захотел рассказать об учебной программе по нанотехнологии, оказалось непросто — это направление появилось здесь всего два года назад. «Поговорите со Слепцовым, — посоветовал мне один преподаватель, — Он в этом разбирается». Так я оказался в старом здании института на Таганке, в кабинете заведующего кафедрой «Наукоемкие технологии радиоэлектроники» факультета «Информационные системы и технологии».

Владимир Владимирович, на вашей кафедре есть специальность «нанотехнологии»?

— Как отдельное направление у нас эта тематика не выделена. Мы готовим по направлению проектирования и технологии радиоэлектронных устройств. И уже лет пять читаем своим студентам и магистрам курс по нанотехнологиям.

Чем этот курс отличается от курса с таким же названием на кафедре «Технология обработки материалов потоками высоких энергий»?

— Базовые дисциплины, то есть физико-химические основы нанотехнологий, одни и те же, различаются специальные дисциплины прикладного характера. На кафедре «ТОМПВЭ» занимаются созданием корпусных деталей самолётов и авиационных газотурбинных двигателей. Мы же сосредоточены на технике приёма и обработки сигналов, СВЧ-технике, телекоммуникационной технике, цифровой обработке сигналов, датчиках первичного приёма сигналов.

Где ваши студенты проходят практику?

— Чаще всего на предприятиях электронной промышленности и на кафедре. Нашу кафедру считают ведущей в области создания малошумящих приёмных устройств в СВЧ диапазоне. У нас есть собственное производство СВЧ техники, серьезные заказчики и партнёры, занимающиеся космической техникой, спецтехникой, среди которых Лианозовский электромеханический завод, ОКБ МЭИ, концерн «ВЕГА», институт Минца, ФГУП «Центр Келдыша». Наши выпускники уже создают собственные предприятия в области радиоэлектроники.

На кафедре создана лаборатория «Нанотехнологии». Есть ли там необходимое оборудование для обучения студентов — сканирующий зондовый, атомно-силовой микроскопы?

— Сканирующий зондовый и атомно-силовые микроскопы находятся в филиале нашей кафедры в НИИ вакуумной техники им. С. А. Векшинского. Там работают преподаватели и студенты кафедры, они знакомятся с этой техникой на лабораторных или научно-исследовательские работах. Эта техника помогает нам увидеть материалы и покрытия, которые мы создаем на кафедре. Здесь у нас есть набор вакуумного технологического оборудования для синтеза покрытий толщиной до 10 нанометров. Это двумерные и одномерные структуры, монослои. Так же разработаны технологии формирования нанокластеров, которые изучают у нас студенты, и некоторые даже работают в этой лаборатории. Проблема оборудования стоит наиболее остро. Оно дорогое, и покупать его для одной кафедры не представляется возможным. Выгоднее использовать центры коллективного пользования — там проводить исследования могут сотрудники различных организаций. Мы взаимодействуем с ЦКП в МИСиС. Возможно, в Дубне будет такой центр. И поскольку оборудования всё равно не хватает в ЦКП для каждого студента, то скорее всего, магистрскую подготовку они будут проходить и на кафедре, и на базовых предприятиях.

Какие научные задачи смогут решать выпускники кафедры?

— Наша главная цель — научит их создавать передовые технологии и устройства в области радиоэлектроники. Для примера: мощность мобильного телефона — доли ватта. Это серьёзная мощность, которая может в некоторых случаях даже повредить здоровью, особенно ребенка. Наши специалисты обеспечивают уверенный приём сигнала на несколько порядков, в некоторых случаях до 105 раз меньше, чем в мобильном телефоне. Эта задача актуальна как для бытовых целей, так и для развития глобальной системы космической связи и цифровой обработки информации. Если бы мы в 10-20 раз снизили энергопотребление и уровень сигнала наших мобильных телефонов, представляете насколько меньше было бы СВЧ излучение вокруг нас? Опять же, с увеличением количества работающих точек, просто необходимо снижать уровень сигнала, иначе мощности не хватит, и будет слишком много помех для окружающей электроники, людей и т. д. Поскольку беспроводные системы связи будут развиваться, эта задача требует решения.

Как нанотехнологии помогают снизить уровень СВЧ сигнала?

— Нанотехнологии в разы снижают габаритные размеры изделия, используют новые принципы создания СВЧ транзисторов, что позволяет повысить чувствительность и снижать уровень рабочих сигналов.

Вторая задача, над которой мы работаем, — это локальные накопители энергии. Эта задача решается в рамках совместного проекта с «Роснано»: «Организация производства сверхъёмких электролитических конденсаторов (СЭК) на базе наноструктурированных электродных материалов для радиоэлектроники и энергетики». НТС он прошел в конце 2009 г., ведущие организации — МАТИ, МИСиС, ООО «Восток». Например, ноутбук работает на литиевых батареях 2—3 часа, а хочется, чтобы неделю. Так вот мы делаем такие конденсаторы, которые накапливают энергию в двойном электрическом слое и позволяют работать ноутбуку несколько дней. Такие локальные источники питания, которые работают недели, месяцы, а лучше — годы требуются как для хранения и передачи информации в радиоэлектронике, так и в энергетике, машиностроении. Накопители электрической энергии используются в электромобилях и другой технике.

От этих источников питания работают детекторы, которые собирают информацию. Детекторы также беспроводные, и с ними связан ещё один наш проект.

Суть его состоит в том, чтобы создать беспроводные датчики на основе наноструктурированных материалов. Допустим, у пилота самолёта или машиниста поезда начался сердечный приступ, и датчик, закреплённый на его руке в виде браслета, сразу передаст информацию в центр управления, что нужна помощь. Областей применения беспроводных датчиков всё больше — датчики пожарной безопасности, состояния двигателя, элементов фюзеляжа, изменений полетных условий для самолётов. Изменяется окружающая среда — изменяется геометрия планера, а информация об изменении идёт через датчики.

Например, обычные датчики пожара сигнализируют: «Караул, горим». Но когда горишь — уже поздно что-то делать. Нужны детекторы, которые скажут: «Осторожно, через 20 минут загоримся. Примите меры». А лучше через 30 минут. Сейчас мы разрабатываем такую систему датчиков. Это направление работы ведут профессор Александр Михайлович Баранов и Алексей Владимирович Савкин.

Есть у нас направление, связанное с медициной. Микроэлектроника и медицина — вроде бы вещи разные, но это не так. Сейчас есть масса радиоэлектронных систем и устройств, которые обеспечивают и поддерживают наше с вами здоровье. Мы работаем над различными биоцидными, биосовместимыми материалами. Например, создаем низкотемпературные стерилизаторы нового поколения, безмутагенные биоцидные материалы, лекарства для животных, средства личной гигиены и многое другое.

Для работы над этими задачами мы и учим наших магистров нанотехнологиям.

Где работают магистры, которые прослушали курс по нанотехнологиям? Что думают о них работодатели?

— Чем шире специализация, тем больше недовольства выражают работодатели. Их не устраивает, когда мы говорим: «подучится и года через 2—3 он станет у вас классным специалистом». Им нужен сразу готовый специалист, и желательно, чтобы последние год-два он учился и работал на предприятии. Бизнес требует, чтобы специалист минимальное количество времени тратил на достижение определенных высот в специальности — это приводит к узости специальности. И мы будет удовлетворять такие запросы и выпускать магистров с узкой специализацией.

В настоящее время мы работаем не только с отдельными предприятиями типа ЗАО Предприятие Остек, но и с Ассоциацией производителей электронной аппаратуры и приборов, где представлены более 50-ти предприятий радиоэлектронной отрасли.

Ребят, которые уже сориентировались, будем учить под задачи конкретного предприятия. Магистратура это сделать позволяет, потому что мы набираем в неё 5-7 человек, и это позволяет готовить их узко направленно — каждому подобрать специализацию по душе. Но есть и те, кто хочет стать учёным или преподавателем — им будем обеспечивать более широкую подготовку.