Нанотехнологія та підготовка сучасного інженера в контексті Болонського процесу

Нанотехнологія та підготовка сучасного інженера в контексті Болонського процесу

 

Віктор Малишев,

доктор технічних наук, професор,

завідувач кафедри хімії та новітніх хімічних технологій

Університету «Україна»

Тетяна Лукашенко,

старший викладач кафедри психології Університету «Україна»

Людмила Липова,

кандидат педагогічних наук,

старший науковий співробітник Академії педагогічних наук України (м. Київ)

Алла Сущенко, магістр журналістики

Університету «Україна»

 

«Нанотехнології зроблять таку ж революцію

в маніпулюванні матерією, яку зробили комп’ютери в маніпулюванні інформацією».

Ральф Меркле

 

УДК 536:620.22:669

 

Анотація. Досліджено шляхи розвитку нанотехнології та підготовки сучасного інженера у світлі реалізації принципів і завдань Болонського процесу. Запропонована програма курсу нанотехнологій для студентів інженерних спеціальностей. Розглянуто використання нанотехнологій і наноматеріалів як один із визначальних чинників наукового, економічного й оборонного розвитку держав.

Ключові слова: нанотехнологія, спеціалізація, навчання, інженерія, Болонський процес, принципи і завдання.

 

Аннотация. Исследованы пути развития нанотехнологии и подготовки современного инженера в свете реализации принципов и задач Болонского процесса. Предложена программа курса нанотехнологий для студентов инженерных специальностей. Рассмотрено использование нанотехнологий и наноматериалов как один из определяющих факторов научного, экономического и оборонного развития государств.

Ключевые слова: нанотехнология, специализация, обучение, инженерия, Болонский процесс, принципы и задачи.

 

Annotation. The development of nanotechnology and the preparation of modern engineering in the light of the principles and objectives of the Bologna process were studied. Syllabus for students of nanotechnology engineering was proposed. The use of nanotechnology and nanomaterials as one of the determining factors of the scientific, economic and military development of states was discussed.

Keywords: nanotechnology, specialization, training, engineering, Bologna process, principles and objectives.

 

Майбутнє за нанотехнологіями

У даний час світова спільнота живе в очікуванні чергового технологічного прориву, пов'язаного з розвитком і вивченням технології із вищим ступенем застосування перспективних наукових розробок. Основні надії, при цьому, пов'язані з нанотехнологією – це технологія, що оперує структурами із розмірами порядку нанометра. В даний час ця галузь потужно розвивається у трьох напрямах:

  • · виготовлення електронних схем (у тому числі й об'ємних) із активними елементами, розміри яких порівнянні з розмірами одиничних молекул або атомів;
  • · розробка і виготовлення наномашин, тобто механізмів та роботів розміром із молекулу;
  • · безпосередня маніпуляція атомами і молекулами та складання із них мікроконструкцій.

Нанотехнології ще перебувають у стадії початкового розвитку, проте вже зараз можливостей існуючих технологій досить, щоб спорудити із декількох молекул деякі прості механізми, які, керуючись сигналами, що управляють з-зовні (акустичними, електромагнітними та ін.), зможуть маніпулювати іншими молекулами і створювати собі подібні пристрої або складніші механізми. Ті, у свою чергу, зможуть виготовити ще складніші пристрої і так далі. Врешті-решт, цей експоненціальний процес призведе до створення молекулярних роботів – механізмів, порівнянних за розмірами із великою молекулою, що володіють власним убудованим комп'ютером. У виготовленні таких нанокомп'ютерів немає нічого фантастичного, активні електронні елементи таких розмірів уже отримані в лабораторних умовах [1-3].

Природно, що в очікуванні певних надій, пов'язаних із застосуванням принципово нового підходу до технології, світові інвестиції в цю галузь постійно збільшуються. Треба відмітити, що останніми роками створено понад 16.000 «нанокомпаній», і кількість цих компаній постійно зростає. На це ще накладається розчарування, пов'язане з бумом у розвитку компаній у галузі інформаційних технологій, які стрімко розвивалися в 90-і роки, лавиноподібно нарощуючи рівень капіталізації, а потім багато хто з них зазнав краху. Разом із цим, розробки в галузі наноматеріалів, наноінструментів, наноелектроніки і нанобіотехнології вже починають приносити комерційну віддачу.

Провідні країни світу давно оцінили інноваційний потенціал нанотехнологій і створили відповідні національні програми. На долю США нині припадає приблизно третина всіх світових інвестицій у нанотехнології. Інші головні гравці на цьому полі – Європейський Союз (приблизно 15%) і Японія (20%). Дослідження в цій сфері активно ведуться також у країнах колишнього СРСР, Австралії, Канаді, Китаї, Південній Кореї, Ізраїлі, Сінгапурі і Тайвані. Якщо в 2000 році сумарні витрати країн світу на подібні дослідження становили приблизно $800 млн., то вже в 2001 році вони збільшилися удвічі, і це зростання відбувається лавиноподібно. На думку експертів, для того, щоб нанотехнології стали реальністю, щорічно необхідно витрачати не менше $1 трлн. За прогнозами Національної ініціативи в галузі нанотехнології США, розвиток нанотехнологій через 10 – 15 років дозволить створити нову галузь економіки з оборотом в $15 млрд. і, приблизно, 2 млн. робочих місць. У 2001 – 2006 рр. центри нанотехнологій створені в Німеччині, Франції, Італії. Особливе місце займає Китай. Над розвитком нанотехнологій там працює більше 800 фірм і понад 100 науково-дослідницьких інститутів [4]. Проте Україна в цьому напрямі значно відстає від технологічно розвинених країн, причому відставання носить не технологічний, а інтелектуальний характер. Дійсно, налагодження виробництва шляхом залучення зарубіжних інвестицій і створення нових підприємств не вирішує проблем у розвитку суспільства, зводячи країну просто до джерела дешевої робочої сили. Необхідно, перш за все, розвивати освіту в цій галузі, підвищувати рівень підготовки інженерних кадрів, чим завжди славилася наша країна. Через це підготовка інженерних кадрів повинна кардинально якісно змінитися [5].

 

Курси нанотехнологій у вищих навчальних закладах і, зокрема, в Університеті «Україна»

Зараз практично в усіх сучасних вищих навчальниих закладах викладають курс нанотехнології. Природно, що це відбувається і в Україні, проте відчувається якась невизначеність у виборі матеріалу і в побудові лекційного процесу. Для цього можна запропонувати наступну програму курсу цієї дисципліни, призначеного, швидше, для студентів спеціальностей, пов'язаних із електронікою. Проте, на нашу думку, так або інакше, знайомство з основними поняттями нанотехнології повинне увійти до арсеналу інженера будь-якої спеціальності. Відразу зазначимо, що програма курсу поки носить рекомендаційний характер і має зазнати кардинальних змін і переробок.

Отже, основне завдання полягає в тому, щоб студенти після закінчення курсу були б у змозі розуміти і сприймати такі поняття: особливості провідності на наномасштабах, техніка виробництва нанопристроїв, методика використання нанотехнологічних пристроїв. Для цього достатньо 12 основних лекцій з тем:

  1. основні величини і масштаби в наногалузі;
  2. технологія виробництва й експериментального дослідження;
  3. елементи квантової механіки і статистичної фізики;
  4. тунелювання;
  5. одноелектронний транзистор;
  6. напівпровідникові наноструктури на поверхні;
  7. елементи теорії провідності в нанопристроях;
  8. одновимірні провідники;
  9. квантування опору, квантовий точковий контакт;
  10. вуглецеві нанотрубки;
  11. елементи квантової теорії інформації і квантові комп'ютери;
  12. біонаноелектроніка.

Природно, що такі обширні питання неможливо викласти в лекційному курсі, тому особлива увага має приділятися самостійній роботі і проведенню консультацій. Разом із цим важливо, щоб конспективно лекційний курс містився на сторіночці лектора в мережі. З іншого боку, в даний час уже стільки інформації в Інтернеті з нанотехнологій і так багато лекційних курсів, що проблеми, вирішенню яких якраз і служить даний лекційний курс, будуть тільки у виборі матеріалу.

Слід зазначити, що останнім часом спостерігається певна тенденція щодо зниження вартості експериментального і технологічного устаткування. Іншими словами, не треба багато грошей, щоб купити, наприклад, установку з тунельної мікроскопії або за простою методикою епітаксії, тому головне – знати, що треба і можна зробити в цій галузі. З іншого боку, тут навіть найменший результат привертає велику увагу – це, по суті справи, і визначається назвою «нанотехнологія» [4, 5].

За багатьма прогнозами розвиток нанотехнологій визначить обличчя ХХІ століття. Оскільки нанонауки не є спеціальною галуззю знань, дослідження в нанорозмірній галузі ведуться й у фізиці, й у хімії, й у біології. А ще частіше на стику наук. Важливі нанопроекти мають міжгалузевий характер і вимагають нових організаційних підходів для їх реалізації та відповідної підготовки кадрів.

Зрозуміло, що Університет «Україна» як один із провідних вищих навчальних закладів нашої держави не міг стояти осторонь «нанотехнологічних проблем». 20 червня 2007 року під головуванням Президента нашого університету, доктора технічних наук, академіка П.М. Таланчука відбулась нарада з питань розвитку нанотехнології в Україні. П.М. Таланчук зазначив, що „наноіндустрія сьогодні – це один із найбільших перспективних напрямів у розвитку енергозбереження, елементної бази, медицини, біології, фізики, хімії, робототехніки. У розробках науковців університету є достатньо елементів нанотехнологій, і цей напрям необхідно розвивати. На часі актуальним є створення в університеті сучасного напряму – наноіндустрії. Назріла потреба й у відкритті нової спеціальності – «Наноіндустрія». І це має бути синтез таких галузей науки, як фізика, хімія, біологія, математика. На думку Президента університету, потрібно було в нашому навчальному закладі:

  1. відкрити нову спеціалізацію „Сучасні нанотехнології” в межах існуючого в університеті напрямку „Хімічна технологія та інженерія”;
  2. у перспективі створити нову кафедру наноіндустрії, на якій можливе формування таких спеціальностей: 1. наноіндустріальні технології; 2. наноіндустріальне обладнання; 3. метрологічне та інформаційно-аналітичне забезпечення наноіндустрії; 4. комерціалізація результатів наукових досліджень і проектно-конструкторських розробок.

Звичайно, створення нової спеціальності і кафедри – це довгострокове завдання, яке потребуватиме зусиль усього нашого колективу, залучення провідних викладачів і спеціалістів (зокрема, з НАН України). Тому паралельно без значних додаткових витрат планувалось відкриття спеціалізації на наявному магістерському освітньо-кваліфікаційному рівні. Ліцензований обсяг магістерської програми на спеціальності „Хімічна технологія тугоплавких неметалевих та силікатних матеріалів” становить 10 осіб денної та 10 осіб заочної форм навчання. Саме для студентів денної та заочної форм навчання і планувалось відкриття спеціалізації із можливістю навчання за комбінованою програмою з 2010/2011 н.р. [2, 3].

Із пропозицією та планом заходів щодо відкриття нової спеціалізації «Сучасні нанотехнології» виступив Інженерно-технологічний інститут Відкритого міжнародного університету розвитку людини «Україна». План заходів включав у себе такі кроки:

1. розробка та затвердження в установленому порядку робочого навчального плану спеціалізації „Сучасні нанотехнології” (червень 2010 р.);

2. укомплектування кадрового складу кафедри хімії та новітніх хімічних технологій викладачами відповідної кваліфікації із залученням фахівців Національної Академії наук України (липень 2010 р.);

3. розробка навчально-методичних комплексів із дисциплін «Вступ до спеціалізації», «Сучасні методи та основи наукових досліджень», «Інформаційне забезпечення наукових досліджень», «Наноматеріали», «Прикладна нанотехнологія та її елементи», «Нанотехнічне матеріалознавство», «Нанотехнології у будівництві», «Автохімія на основі нанотехнології», «Екологічна нанотехнологія та сільське господарство», «Наноелектроніка та мікроелектромеханічні системи», «Нанобізнес та інвестиції» (серпень 2010 р.);

4. підготовка та видрук монографії «Мегамайбутнє за нанотехнологіями», опорних конспектів лекцій, посібників та підручників у відповідності з дисциплінами навчального плану (червень-лютий 2010/2011 рр.).

Кропітка праця співробітників кафедри хімії та новітніх хімічних технологій та дієва підтримка керівництва Університету і, зокрема, першого проректора Л.Ф. Романенко та колишнього начальника управління навчально-виховної роботи Н.В. Сухицької дозволили виконати зазначені вище заходи в стислі строки.

Нарешті, за наказом від 25.06.2010 р. № 77 з метою запровадження в Університеті „Україна” нових перспективних спеціальностей та на виконання рішень Виробничої наради базової структури Університету від 09.04.2010 р. і Вченої ради університету від 12.04.2010 р., а також рішення Вченої ради Інженерно-технологічного інституту Університету «Україна» від 02.04.2010 р. була впроваджена спеціалізація „Сучасні нанотехнології” на спеціальності 8.091606 „Хімічна технологія тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів”.

Улітку 2010 р вперше було здійснено набір вступників на спеціалізацію у межах існуючого ліцензованого обсягу (20 осіб) спеціальності 8.091606 „Хімічна технологія тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів” за денно-заочною формою з терміном навчання 1,5 роки. Навчальний процес здійснюють 5 докторів і 6 кандидатів наук (2 та 3 з яких відповідно працюють в інститутах НАН України). В рамках підписаних угод про співпрацю між інститутами НАН України та Університетом «Україна» студенти мають можливість виконувати практичні і дипломні роботи на сучасній матеріальній базі та в перспективі працевлаштовуватись на престижні наукові посади в інститутах НАН України.

 

Використання нанотехнологій і наноматеріалів – один із визначальних чинників наукового, економічного й оборонного розвитку держав

На сьогоднішньому етапі розвитку науки та промисловості розробку нових матеріалів і технологій їх отримання та обробки відносять до «ключових» або «критичних» аспектів основи економічної і військової потужностей. Одним із пріоритетних напрямів розвитку сучасного матеріалознавства є наноматеріали і нанотехнології.

Нанонаука зародилась на стику фізики конденсованих систем, неорганічної та фізичної хімії, біохімії, електроніки і є інтегрувальною наукою типу кібернетики. Вона відображає сучасну, притаманну насамперед електроніці тенденцію до мініатюризації і визначає межі зменшення структурних одиниць різноманітних пристроїв. У певному сенсі нанонаука є своєрідним містком між атомно-молекулярним та колоїдно-дисперсним рівнями матеріальних об’єктів [6, 7].

В аспекті виготовлення та використання нанорозмірних об’єктів нанотехнологію можна розглядати як процес створення і використання матеріалів нанорозмірного масштабу на рівні груп атомів, молекул і надмолекулярних структур. Наноструктури, виготовлені з таких «будівельних» блоків, є найменшими об’єктами, створеними людиною.

Нанометровий діапазон вимірів розмірами 1-100 нм відкриває нові властивості і підходи до вивчення речовини. В цьому діапазоні кардинально міняються чимало фізичних та хімічних властивостей. У ньому, як ніде так близько, не сходяться фізика, хімія та біологія і слід очікувати на появу нових явищ та ефектів, нових фундаментальних принципів, які геніально прогнозував лауреат Нобелівської премії в галузі фізики Р. Фейман ще в 1959 році.

Необхідно відмітити, що нанометрові об’єкти добре відомі ще з позаминулого і минулого століть, як наприклад, колоїди чи гетерогенні каталізатори, які включають наночастки на поверхні носіїв. Однак в останнє десятиріччя ХХ століття окреслилися такі поняття, як нанокластер, наноструктура, і пов’язані з ними явища в окрему галузь фізико-хімії. Це сталося головним чином внаслідок значного прогресу в отриманні і дослідженні нанооб’єктів, появи нових наноматеріалів, нанотехнологій і нанопристроїв. Синтезовані нові гігантські нанокластери ряду металів, фулерени і вуглецеві нанотрубки, чимало наноструктур на їх основі та на базі супрамолекулярних гібридних органічних та неорганічних полімерів і т.д. Досягнуто помітного прогресу у методах спостереження – вивчення властивостей нанокластерів і наноструктур, пов’язаного з розвитком тунельної і скануючої мікроскопії, рентгенівських та оптичних методів із використанням синхронтонного випромінення, оптичної лазерної, радіочастотної, мессбауерівської спектроскопії і т.д. Таким чином, предмет фізико-хімії нанокластерів має включати способи отримання нанокластерів і наноструктур, їх властивості та використання у вигляді наноматеріалів, що мають вихід на нанотехнологію.

До наноматеріалів умовно належать дисперсні і масивні матеріали, що містять структурні елементи (зерна, кристаліти, блоки, кластери), геометричні розміри яких хоч би в одному розмірі не перевищують 100  нм і які володіють якісно новими властивостями, функціональними й експлуатаційними характеристиками. До нанотехнологій можна віднести технології, що забезпечують можливість контрольованим чином створювати і модифікувати наноматеріали, а також здійснювати їхню інтеграцію в повноцінно функціонуючі системи більшого масштабу.

Серед основних складових науки про наноматеріали і нанотехнології можна виділити такі [6, 8]:

  • · фундаментальні дослідження властивостей матеріалів на наномасштабному рівні;
  • · розвиток нанотехнологій як для цілеспрямованого створення наноматеріалів, так і для пошуку та використання природних об'єктів із наноструктурними елементами;
  • · створення готових виробів із використанням наноматеріалів та інтеграція наноматеріалів і нанотехнологій у різні галузі промисловості та науки;
  • · розвиток засобів і методів дослідження структури та властивостей наноматеріалів, а також методів контролю й атестації виробів і напівфабрикатів для нанотехнологій.

Початок XXI століття ознаменувався революційним початком розвитку нанотехнологій та наноматеріалів. Вони вже використовуються в усіх розвинених країнах світу в найбільш значущих сферах людської діяльності (промисловості, обороні, інформаційній сфері, радіоелектроніці, енергетиці, транспорті, біотехнології, медицині). Аналіз зростання інвестицій, кількості публікацій із даної тематики і темпів впровадження фундаментальних та пошукових розробок дозволяє зробити висновок про те, що в найближчі 20 років використання нанотехнологій і наноматеріалів буде одним із визначальних чинників наукового, економічного та оборонного розвитку держав. За багатьма прогнозами саме розвиток нанотехнологій визначить обличчя ХХІ століття, подібно до того, як відкриття атомної енергії, винахід лазера і транзистора визначили обличчя ХХ століття. А деякі експерти навіть передбачають, що XXI століття буде століттям нанотехнологій (за аналогією з тим, як XIX століття називали століттям пари, а XX століття – століттям атома і комп'ютера) [2, 6, 7].

Досягнення в розробці та виготовленні наноструктур найбільшою мірою визначаються рівнем розвитку технологій, які дають змогу з атомною точністю отримувати наноструктури необхідної конфігурації та розмірності, а також методів комплексної діагностики властивостей наноструктур, включаючи контроль у процесі виготовлення (in situ) й управління на його основі технологічними процесами. Важливі наукові та технічні досягнення, що ґрунтуються на розумінні й управлінні процесами на рівні атомів і молекул – нанорівні, здійснюються в лабораторіях усього світу. Наприклад, можливість керувати синтезом матеріалів на нанорозмірному рівні вже зараз дає змогу створювати нові наноматеріали з поліпшеними властивостями. Новизна наноматеріалів виходить із того, що зі зменшенням розмірів структурних елементів вони набувають принципово нових властивостей. У віддаленій перспективі нанотехнології приречені на ще більш революційні досягнення з можливим впливом практично на всі галузі промисловості, включаючи енергетику, охорону здоров’я, оборону, транспорт і електроніку. Надаючи матеріалам та системам принципово нові якості, нанотехнології забезпечують прогрес практично в усіх існуючих галузях техніки та промисловості. І це справді так, тому що нанотехнології управляють структурою матерії на атомарному рівні, тобто на рівні, загальному для всього живого і неживого. Сьогодні вони є основою більшості інноваційних рішень у всіх сферах людської діяльності. Чи йдеться про генетику, клонування, бактерії або мікроорганізми, чи про нові матеріали для автомобілебудування, продукти і переділи металургії – скрізь і всюди інноваційні рішення так чи інакше пов’язані з нанотехнологіями. Ця інтегруюча роль нанотехнологій висуває їх на одне із перших місць у сфері критичних технологій, без розвитку яких сьогодні жодна держава світу не може претендувати на конкурентний технологічний розвиток і створення своєї інтелектуальної властності у сфері науки та технологій [8, 9].

Можливості використання нанотехнологій невичерпні: від "проживаючих" в організмі нанокомп’ютерів, що вбивають ракові клітини й ремонтують ушкоджені тканини й органи, до автомобільних двигунів, які не забруднюють навколишнє середовище. Сьогодні Foresight Institute — базис усіх світових нанотехнологій — обіцяє $250.000 тому, хто побудує нано-маніпулятор — "руку", що зможе оперувати на молекулярному рівні, і тому, хто створить 8-бітний суматор, що вміщається в кубику зі стороною в 50 нанометрів (так що у вас ще є всі шанси непогано заробити!).

Чекати залишилося не так уже й довго...

 

Для тих, хто визначає свій життєвий шлях

Оптимісти вважають періодом розквіту практичних нанотехнологій першу чверть століття, що настало. Песимісти відсувають строк до середини століття. Виходить, тим, хто сьогодні визначає свою майбутню професію, варто задуматися: може бути, що програміст нанороботів і конструктор молекулярних комп'ютерів стануть найбільш популярними спеціальностями вже через кілька років.

Зазначені вище перспективи розвитку наноматеріалів і нанотехнологій вимагають підготовки спеціалістів у галузі наноматеріалів і нанотехнологій шляхом оперативного відкриття нових спеціальностей та спеціалізацій, програм перепідготовки, впровадження в освітні програми дисциплін, необхідних для підготовки фахівців, здатних ефективно і на сучасному рівні вирішувати фундаментальні та прикладні завдання в галузі наноматеріалів і нанотехнологій.

Необхідно також відмітити, що нанонауки не є спеціальною галуззю знань. Дослідження в нанорозмірній галузі ведуться й у фізиці, й у хімії, й у біології. А ще частіше на стику наук. Важливі нанопроекти мають міжгалузевий характер і вимагають нових організаційних підходів для їх реалізації. І першим кроком до нових нанопрофесій може стати навчання в Університеті «Україна» за напрямком «Хімічна технологія та інженерія» з подальшою спеціалізацією «Сучасні нанотехнології».

Якщо досягнення минулого століття дозволяють говорити, що ХХ століття було століттям вузькоспеціалізованих професіоналів, то сьогодні, вступаючи до того або іншого навчального закладу, абітурієнт не може бути абсолютно впевнений, що профіль, на який він збирається витратити 5 років свого життя та в подальшому працювати за ним, років через 5-10 не виявиться нікому не потрібним "мотлохом" у світлі сучасних технологій.

Тому виникають цілком зрозумілі питання: «Тож, як бути?», «Невже традиційна професійна освіта може знецінитися настільки, що стане не актуальною на ринку праці?». Звичайно, ні, але на сучасному етапі професіоналізму якоїсь вузькоспеціалізованої спеціальності буде явно не вистачати. Як ви, напевно, вже зрозуміли, нанотехнології — це не просто окрема частина знань, це масштабна, всебічна галузь досліджень. Її досягнення стосуються усіх сфер життєдіяльності людини. І тому провідне становище в майбутньому, природно, будуть займати люди з фундаментальною освітою, заснованою на міждисциплінарному підході. Ймовірно, поступово ця тенденція поширюватиметься й на вузівську освіту, спонукаючи укладачів навчальних програм поєднувати безліч фундаментальних дисциплін в одному курсі. Але навіщо ж чекати, коли це зроблять академіки з Міносвіти, коли в нас сьогодні є всі можливості самим розвиватися в різних напрямках, включаючи не тільки природничо-науковий профіль, але й гуманітарний.

На жаль, сучасна система націлена на формування вузькоспеціалізованих «гвинтиків» застарілого механізму, а не самостійно мислячих і гармонійно розвинених людей. Нерідко можна зустріти людину, що прекрасно розбирається, наприклад, у комп’ютерній техніці та програмуванні, але при цьому зовсім незнайома з досягненнями сучасної хімії, біології або навпаки. Тому, сподіваюся, читач вибачить нас за невеликий «лікнеп» з різних напрямків сучасної науки й техніки.

Яскравим прикладом міждисциплінарного мислення, що досягло видатних результатів у різних галузях науки й мистецтва, був геній Леонардо да Вінчі. Його не можна називати тільки вченим, тільки художником, тільки архітектором або тільки інженером. Леонардо да Вінчі своїм прикладом показав можливість плідного поєднання різних знань і вмінь в одній людині, що б там не стверджували адепти "вузькоспеціалізованого підходу".

До речі, якщо говорити про зв'язок нанотехнологій із фундаментальними науками, то можна сказати, що практично будь-який предмет із тих, що вивчаються в школі, так чи інакше буде пов'язаний із технологіями майбутнього. Найочевидніше прогнозується зв'язок «нано» з фізикою, хімією та біологією. Очевидно, саме ці науки одержать найбільший поштовх до розвитку у зв'язку із нанотехнічною революцією, що наближається. Але не тільки вони. Без розвитку інформаційних систем (особливо таких галузей інформатики, як штучний інтелект, комп'ютерне моделювання, робототехніка й т.п.), фундаментальною базою яких є математичний апарат, неможливі проектування і створення асемблерів та інших пристроїв наноелектроніки.

Еколог майбутнього також не залишиться без роботи. Навпаки, прогрес у сфері нанотехнологій буде ставити перед ним усе більше питань і завдань: від автоматичних наносистем охорони та збереження довкілля до надточного прогнозування та боротьби з екологічним забрудненням і природними катаклізмами. Бурхливе освоєння космосу може дати зовсім новий матеріал для астрономічних досліджень та гіпотез.

Історики і суспільствознавці будуть вивчати характерні риси і проблеми «нанотехнологічного суспільства» як наступного за «інформаційним» у ланцюжку суспільно-історичних формацій. Основи безпеки життєдіяльності, можливо, стануть одним із найактуальніших напрямків майбутніх досліджень. Психологи й соціологи будуть вирішувати безліч питань, пов'язаних із адаптацією всіх «непідготовлених» до несподіваних наслідків нанореволюції.

Збільшені вимоги до освіти, потреба в нових методах і концепціях навчання зажадають від майбутніх учителів шкіл і викладачів вищих навчальних закладів новаторства, сміливості мислення й активності.

Перед філософами, економістами й політологами стане безліч нових питань, що вимагають нетрадиційних рішень в умовах нанотехнічного прогресу. Музика, образотворче мистецтво, література, балет, театр і все, що стосується вираження творчого потенціалу людини, завжди стояли трохи осібно від науково-технічного прогресу. З одного боку, це говорить про те, що прагнення людини до прекрасного, піднесеного існує споконвіку і ніякі досягнення науково-технічного прогресу неспроможні зменшити в очах людини тієї цінності й привабливості, таких моральних категорій, як доброта, краса, істина, шляхетність, чесність, творчість, любов. З іншого боку, за всіх часів мистецтво намагалося відобразити сучасний стан суспільства, не відстаючи від науково-технічного прогресу у своєму індивідуальному пошуку нових засобів і форм вираження. Так, у середні віки відображення теологічної моралі, що панувала в усіх сферах громадського життя, можна побачити у всіх зразках культури того часу, будь-то живопис, музика або література.

Епоха Відродження, що проголосила людину вінцем творення й оспівала її божественне походження у прояві чисто «людських» якостей, також залишила чимало свідчень такого світогляду у творах мистецтва того часу. Кінематограф, література й поезія радянського періоду нашої з вами історії також перейняті ідеями й гаслами соціалізму й комунізму.

Знову ж, сучасне мистецтво позиціює себе як «мистецтво нових технологій» і використовує всі останні досягнення комп'ютерної техніки. Медіа-арт, веб-арт, комп'ютерна графіка, голографія — найбільш актуальні на сьогоднішній день напрямки. Іншими словами, мистецтво прямує слідом за прогресом, не бажаючи залишатися «за бортом» і прагнучи завжди адекватно відображати навколишню дійсність. Таким чином, перспективи розвитку науки й техніки також визначають шляхи мистецтва.

До речі, в 2001 р. японські вчені, використовуючи передові лазерні технології, створили найменшу у світі скульптуру. Вона зображує розлюченого бика, що розвертається для атаки. Розміри «мікробика» вражають: 10 мкм у довжину й 7 мкм у висоту — не більше, ніж у червоних кров'яних тілець людської крові. Побачити його можна тільки в надпотужний мікроскоп. При «висіченні» цієї надмініатюрної скульптури використовувалися два лазери, які працювали в інфрачервоному діапазоні та за спеціальною програмою обробляли заготовку з полімеру, що твердішав тільки під впливом лазерного променя. Чому б цьому бичкові не покласти початок новому напрямку в наноскульптурі?

І хто знає, може не за горами той день, коли групи «Бітлз» і «Машина часу» нових поколіннь у нових складах із невідомими досі інструментами вразять майбутній світ новою музичною «нано»-течією...

 

Література

1. Фейнман Р. Внизу полным полно места: приглашение в новый мир физики // Химия и жизнь. – 2002. - № 12. – С. 20-26.

2. Бучаченко А.Л. Нанохимия – прямой путь к высоким технологиям нового века // Успіхи химии. – 2003. – Т.72. - №5. – С. 419-437.

3. Становлення й розвиток нанотехнологій у світі і в Україні: використання інтелектуального капіталу, тенденції розвитку // Університет „Україна”, 2009. - № 10-11. – С. 3-5.

4. Романенко Л., Малишев В., Романенко О., Сущенко А. Розпочинай власний бізнес у нанотехнологіях // Освіта регіону: Політологія, психологія, комунікації. – 2010. - № 4.

5. Таланчук П., Малишев В., Липова Л. Освіта ХХІ століття. Самовизначення особистості в контексті інтеграції України до Європейського інтелектуального простору // Освіта регіону: Політологія, психологія, комунікації. – 2009. - № 3. – С. 206-213.

6. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. www.nanonewsnet.ru.

7. Андриевский Р.А., Рагуся А.В. Наноструктурые материалы. – Москва: Academia, 2005. – 187 с.

8. Балон Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технология получения. – Москва: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2007. – 125 с.

9. Третьяков Ю.Д., Гудимин Е.А. Основные направления фундаментальных и ориентованных исследований в области наноматериалов // Успехи химии. – 2009. – Т. 78. - № 9. – С. 867-888.

 

ОСВІТА РЕГІОНУ.

ПОЛІТОЛОГІЯ, ПСИХОЛОГІЯ, КОМУНІКАЦІЇ.

Український науковий журнал, 2011, №4

автор: Віктор Малишев, Тетяна Лукашенко, Людмила Липова, Алла Сущенко

видання: Український науковий журнал "Освіта регіону.Політологія, психологія, комунікації", 2011, №4, час видання: 2011

адреса видання: http://www.social-science.com.ua/


27/02/2012