«Любая научно-исследовательская
деятельность требует приборной базы. Состояние приборного парка, лабораторного
оборудования – важнейший показатель уровня научно-технологического развития
страны» [1].
В Советском Союзе отрасль научного
приборостроения была довольно сильно развита: существовали специальные
производства, методические разработки. На многие советские приборы мы смотрим с
большой теплотой, отдавая должное той изобретательности, с которой они были
сделаны. В 1990-е гг. вся эта индустрия перестала существовать. Произошло
импортозамещение наоборот: значительная часть научного оборудования привозилась
из-за рубежа.
Инициатором возрождения отечественного
научного приборостроения выступил ректор МФТИ Д.В. Ливанов, предложивший
нескольким ведущим университетам объединить усилия на этом направлении.
Программа была поддержана министром науки и высшего образования РФ В.Н.
Фальковым. Первая задача заключалась в определении номенклатуры нужных
приборов. Затем каждый из участников взял на себя ответственность за ряд задач,
с тем чтобы создать кооперацию других вузов, академических институтов и
предприятий, заинтересованных в разработке опытных образцов и их выводе в
серийное производство.
Оптимальные решения требуют вовлечения в
этот проект и предприятий крупнейших технологических госкорпораций «Росатом» и «Ростех».
Дмитрий Ливанов:
«Традиционные возможности
импорта научного оборудования на сегодняшний день в значительной степени
сократились. Что-то можно по-прежнему покупать в Китае, но Китай сам не
обладает компетенциями по целому ряду технологий, а традиционные поставщики … такие
приборы, как, например, современные литографы, не поставляют. Есть разные
способы: быстро можно решать задачу путем параллельного импорта… Второй способ,
рассчитанный на перспективу, — развивать у себя соответствующие компетенции,
постепенно собирать технологические цепочки, необходимые для создания таких
сложных видов научного и промышленного оборудования, как электронные
микроскопы, литографы, вакуумная техника, криогенная техника и так далее [2].
Физтех вместе с коллегами из МИФИ и МГТУ им. Баумана инициировали программу
развития научного приборостроения в России, которая призвана… создавать в
России основные виды современного научного оборудования. В 1990-е гг. были
потеряны значительные компетенции, не было государственного заказа, не было
интереса со стороны бизнеса, ориентированного на импорт западных технологий. Задача
сейчас состоит в том, чтобы эти компетенции восстанавливать, создавать ту
технологическую культуру и те компании, которые будут способны эти разработки
реализовать в виде промышленных и серийных образцов приборов и для научного, и
для индустриального применения».
В 2022 г. был
утвержден федеральный проект, в рамках которого будет предоставляться
господдержка на разработку научных приборов. На дирекцию ФП «Развитие отечественного приборостроения гражданского
назначения для научных исследований» возложено решение следующих задач [3]:
1. Проведение ОКР по
разработке наиболее востребованных приборов и расходных материалов по
приоритетным направлениям: оптическая литография, электронная литография и
микроскопия, масс-спектрометрия, спектроскопия, оборудование для создания и
измерения магнитных полей, вакуумное оборудование, криогенное оборудование, оборудование
для геномных исследований, оборудование для регистрации высокочастотных и
быстропротекающих процессов.
2. Развитие кадрового
потенциала для проведения исследований и разработок в области приборостроения.
3. Срок разработки прибора должен составлять
не более 3 лет. Стадия на момент завершения разработки — присвоение прибору
литеры «О1» с наличием полного перечня документации для передачи в серийное
производство, а также прохождение процедуры приемочных испытаний.
Комиссию РАН по
модернизации приборной базы научных организаций возглавил академик Р.З.
Сагдеев. «Развитие приборной базы — одно из ключевых условий
успешного развития науки и технологий. Основные производители современных
приборов ушли из-за санкций, приобретение импортного оборудования стало
затруднительным, а имеющееся импортное оборудование, такое как масс-спектрометры,
секвенаторы и прочие через год-два может стать металлоломом» (Р.З.
Сагдеев) [4].
Программа по
отечественному приборостроению состоит из 42 научных проектов. В общей сложности планируется
разработать более 100 типов научного оборудования. К 2030 г. удельный
вес отечественного оборудования должен составить 85%. «Научная
часть в проектах наименее проблемная. Ряд организаций в России обладают не
только необходимыми компетенциями, но и имеют готовые макеты приборов и
технологии. В четырех ведущих российских вузах: МГТУ им. Н.Э. Баумана, НИЯУ
МИФИ, НИУ МИЭТ, МФТИ — спроектированы и построены научные приборы, уже готовые
к старту». Эти вузы распределили
между собой задачи по 10 научным направлениям программы. В числе ключевых значится разработка масс-спектрометров,
вакуумного и криогенного оборудования, оборудования для геномных исследований и
микроскопии.
Министр науки и высшего
образования В.Н.
Фальков предложил разработать проект с формированием в России с учетом советского
опыта площадок по мелкосерийному высокотехнологичному производству на базе наиболее
сильных в научном приборостроении отечественных центров. Значительное
число аналитического, измерительного оборудования разрабатывалось в
академических институтах и на предприятиях при них, а также в ведущих
университетах.
«Что имеем - не храним…»
В СССР приборостроительная отрасль являлась одной из важнейших отраслей
машиностроения, развитие которой рассматривалось как
приоритетное направление для обеспечения экономической и оборонной
безопасности страны [5].
Первые предприятия по выпуску измерительной техники появились в 1930-х гг. В 1946 г.
было образовано Министерство машиностроения и приборостроения СССР. В 1956 г.
было создано Министерство приборостроения и средств автоматизации. В постановлении
«О развитии промышленности приборостроения и средств автоматизации»
предусматривалось в течении 1956-1960 гг. построить 28 новых и реконструировать
17 действующих приборостроительных предприятий, что
позволило увеличить объем выпуска приборной продукции в 1960 г. в 3,2 раза по
сравнению с 1955 г.
Достижения отечественного приборостроения
обеспечили успехи страны в освоении космического пространства, создании ядерной
энергетики и в других важных областях. В 1965
г. было создано министерство приборостроения, средств автоматизации и систем
управления СССР (Минприбор СССР). В том же году было
организовано главное управление по производству аналитических и вторичных
электронных приборов — Главаналитприбор. В структуре Минприбора
функционировало более 20 научно-производственных и производственных
объединений, специализирующихся на разработке приборной техники аналитического
профиля. В 1975 г. выпуск
продукции приборостроения по сравнению с 1970 г. удвоился. Осваивается более
3500 новых приборов и средств автоматизации. К
концу 1980-х гг. в приборостроительной отрасли насчитывалось свыше 620
предприятий и организаций с численностью работающих около 1 млн человек.
Сегодня
приборостроительное производство представляют около 30 российских предприятий. За период 2000-х гг. удалось наладить выпуск 400
новых моделей гражданского и военного назначения.
Разработкой и производством масс-спектрометров в СССР занимались две
крупные структуры: КБ аналитического приборостроения АН СССР (Ленинград) со
своими заводами и опытным производством, и Сумской завод электронных
микроскопов. В 1970-е гг. к производству статических масс-спектрометров был
подключен завод научных приборов (г. Орел).
Оснащением промышленности и НИИ рентгеновской аппаратурой занималось СКБ рентгеновской аппаратуры с
экспериментальной лабораторно-производственной базой на территории завода
"Буревестник" (Ленинград). В 1974 г. СКБ рентгеновской аппаратуры,
завод "Буревестник", завод "Красный Октябрь" (г. Одесса) и
завод "Научприбор" (г. Орел) вошли в состав НПО "Буревестник".
Рентгеновские трубки для приборов поставляло ленинградское объединение
«Светлана».
Специалистами НПО «Буревестник» были разработаны и поставлены на серийное
производство серии дифрактометров общего назначения ДРОН и для
специализированного применения (изучение структуры поликристаллов,
монокристаллов, биологических объектов и др.).
Научные разработки по хроматографии координировал Всесоюзный
научно-исследовательский институт хроматографии (ВНИИхром). Разработкой хроматографов
занимались также организации АН СССР: СКВ аналитического приборостроения (Ленинград).
ОКБА НПО «Химавтоматика» г. Дзержинск (позднее ОАО «Цвет»), разработавшее более
100 моделей и модификаций хроматографов, выпустившее более 30 тыс. приборов для
организаций России, стран ближнего и дальнего зарубежья.
Для оснащения научных организаций Орловский завод научных приборов
обеспечил выпуск хроматографов «Милихром» (разработка СО АН СССР) до 800 штук в
год.
Современное состояние приборного парка
По данным федерального
каталога высокотехнологичного оборудования в России насчитывается около 36 тыс.
научных приборов и оборудования [6]. Приборный парк насчитывает более 10 тыс.
приборов, из которых более 30% составляют приборы российского производства.
65-70% была приобретена или модернизирована в период 2001-2010 гг. Около 26,0%
от общего парка приборов в стране составляет оборудование для исследования
структуры, состава и свойств веществ и материалов - оборудование для микроскопии,
спектрометрии, хроматографии и рентгеновского анализа. Средний год постановки
на баланс – 2008 г. С учетом среднего срока полезного использования
оборудования 6-8 лет, приборная база приблизилась к наступлению физического и
морального износа.
В группе аналитического
оборудования фактически отсутствуют приборы российского производства в группах:
«Оборудование и приборы для спектрометрии ядерного магнитного резонанса»,
«Оборудование и приборы для масс-спектрометрии», «Спектрометры электронного
парамагнитного резонанса».
Наиболее востребованные
приборы, производимые в РФ: ИК-спектрофотометры, микроскопы атомно-силовые
сканирующие, ИК-спектрометры Фурье, микроскопы сканирующие для работы в низком
вакууме, анализаторы газохроматографические, анализаторы жидкостей
электрохимические, микроскопы туннельные сканирующие зондовые, анализаторы газов оптические, микроскопы
сканирующие высокого разрешения, микроскопы биологические, микроскопы
металлографические, УФ-спектрофотометры, хроматографы газовые и газо-жидкостные
с несколькими детекторами, дифрактометры
рентгеновские порошковые, спектрометры атомно-абсорбционные с
электротермической атомизацией, микроскопы стереоскопические, дифрактометры
рентгеновские специальные.
Конкурентоспособные
аналитические приборы выпускают около 30 российских организаций и предприятий:
компания ЗАО «НТ-МДТ» (микроскопы); ООО «Авеста-Проект» (оборудование для
сверхбыстрой спектроскопии); ЗАО «Аквилон» (аналитические приборы для контроля
безопасности и качества продукции); холдинг «БИОМЕД», выпускающий микроскопы и
оборудование; АО НПП «Буревестник» (рентгеновские приборы различного назначения);
Институт аналитического приборостроения РАН (спектрометрические приборы и
оборудование различного профиля); ООО «Люмэкс» (аналитические приборы для
люминесцентного и фотометрического анализа, атомно-абсорбционной спектрометрии
и масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии, клинической
диагностики); ЗАО «Хроматэк» (газохроматографическое оборудование), и другие
организации.
Полностью отсутствуют российские
приборы по таким позициям как: микроскопы электронные сканирующие, системы
электролитической полировки и химического травления, микроскопы электронные
трансмиссионные, микродиссекторы, системы пробоподготовки образцов для
просвечивающей микроскопии специальные, микроскопы лазерные конфокальные,
хроматографы жидкостные высокого давления с детектором диодная матрица,
ЯМР-спектрометры твердотельные, некоторые виды масс-спектрометров.
Для участия в проекте «Научное
приборостроение» подали заявки отечественные разработчики и производители
научного оборудования, специалисты крупнейших вузов и научных организаций (МГТУ
им. Баумана, Томский политехнический университет, НИТУ МИСиС, ФНИЦ
Кристаллография и фотоника РАН, Томский научный центр СО РАН и др.), а также
частные организации (ООО НПО "Кристалл", ООО "КДП", АО
"НПФ "Микран", ООО "Троицкий инженерный центр" и др.) [7].
Консорциум вузов в проекте «Научное
приборостроение»
НИУ МФТИ
НИУ МФТИ планирует разработку следующих новых
научных приборов (Д.
Ливанов, ректор МФТИ) [8]:
- линия нанесения электронного резиста для
электроннолучевой литографии,
- широкополосный генератор СВЧ-сигналов,
- аппаратно-программный комплекс моделирования
сложного взаимодействия радиотехнических систем,
- измерительный комплекс для векторного синтеза и
анализа сигналов целей беспроводных телекоммуникационных систем и ЭКБ поколения
5G+,
- электронно-лучевой литограф для микроэлектроники,
- линия химической обработки пластин и отмывки
технологической тары,
- однолучевой оптический литограф с превышением
дифракционного предела,
- масс-спектрометрический комплекс высокого разрешения
для анализа газовых смесей,
- рамановский спектрометр ближнего и среднего
ИК-диапазонов,
- принтер плазмонных наноструктур для микро- и
оптоэлектроники,
- криогенный комплекс получения сверхнизких
температур,
- бессеточные источники ионов для воздействия на
материалы в условиях высокого вакуума,
- тандемный трехквадроупольный масс-спектрометр с
ионизацией методом распыления.
Однолучевой оптический 3D-литограф на
базе фемтосекундной двухфотонной фотополимеризации позволит реализовать
высокоточное изготовление 3D-объектов в микро- и наномасштабах для научного
прототипирования и мелкосерийного производства. Проект реализуется совместно с
Институтом металлоорганической химии РАН (Нижний Новгород).
Рамановский спектрометр
научного класса QEPRO-RAMAN подходит для регистрации слабых излучений при
исследовании флуоресценции, секвенировании ДНК, в рамановской спектроскопии, в
астрономии, при измерении коэффициентов отражения тонких плёнок. Рамановские
спектрометры ИК-диапазона (РАМ-ИК) являются универсальными инструментами для
анализа и идентификации химического состава веществ любой природы. Эту
разработка ведется вместе с Институтом физики твердого тела РАН (Черноголовка).
Принтер плазмонных наноструктур предназначен для формирования на
поверхностях исследуемых объектов из наночастиц металлов, обеспечивающих
многократное усиление оптического отклика в устройствах оптоэлектроники и при
измерении химического состава объектов, для печати индуктивных и резистивных
элементов с микронными нормами. Предложен новый подход в печати с применением в качестве
источника наночастиц газоразрядного генератора аэрозолей.
Масс-спектрометрический комплекс
высокого разрешения
предназначен для исследования сложных газовых смесей и смесей летучих
соединений. Вместе с МФТИ его создает Сколковский институт науки и технологий. Многоэлектродная
электростатическая ионная ловушка Кингдона дает возможность получения данных
высокого разрешения. о точной массе и изотопном составе ионов.
В 2025 гг. созданные образцы оборудования
планируются к запуску в производство.
МГТУ им. Н.Э. Баумана
На Бауманский университет возложена миссия по разработке
четырех приборов [9]:
- комплекса аппаратуры для анализа качества поверхностей
оптических деталей субнанометрового уровня «Ангстрем»;
- дроссельного рефрижератора-ожижителя азота «Рефрижератор»;
- криогенного комплекса получения
сверхнизких температур «Криостат»;
- бессеточных источников ионов для воздействия на материалы
в условиях высокого вакуума «Источник».
Комплекс аппаратуры
«Ангстрем», разрабатываемый в лаборатории кафедры РЛ2, предназначен для
исследования неоднородностей субнанометрового уровня поверхностного слоя
оптических элементов и изделий электроники, загрязнения их поверхностей,
характеристик трещиноватого слоя, с учетом влияния аппаратных ограничений
по углам подсвета и дифракции, шумов электронного тракта, рассеяния
Рэлея на молекулах в атмосфере. Изготовлен макетный образец
комплекса, разрабатывается опытный образец для реализации в производственных
условиях. Партнерами проекта являются АО ЛЗОС, ФГБУ ВНИИОФИ, ООО
«Электростекло», АО «НИИ „Полюс“ им. М.Ф. Стельмаха».
Проект дроссельного рефрижератора-ожижителя азота реализуется НОЦ
«Криология» совместно с ООО «Криотрейд инжиниринг», ООО «Союз Холод», ООО
«Газхолодтехника».
Ученые НОЦ «Ионно-плазменные
технологии» занимаются разработкой бессеточных источников ионов для технологии
ионной бомбардировки при формировании и травлении тонкопленочных слоев при
создании прецизионной оптики и микроэлектроники [10]. Изготовлены макеты
бессеточных источников ионов трех типов.
Работы выполняются совместно с индустриальными партнерами: АО НИИТМ,
ООО «НПП «УВН», ООО «Прикладная электроника».
МИЭТ
В планах МИЭТа создание приборов и специального
технологического оборудования для процессов электронно-лучевой литографии,
исследований и испытаний радиоэлектронной аппаратуры в СВЧ диапазонах. МИЭТ представил электронно-лучевой литограф, обеспечивающий
формирование топологического рисунка с микро- и нанометровым проектным
масштабом при создании элементов микроэлектроники [11].
В Лидирующем исследовательском центре (ЛИЦ) МИЭТ создана и будет
внедрена на предприятиях «Росатома» масштабируемая
доверенная платформа сбора и обработки сенсорной информации. Решаются
технологические задачи по созданию новых сенсорных систем и методов обработки
сенсорной информации на базе детерминированных подходов, облачных платформ
сенсоров и робототехнических средств, средств работы с телеметрией и
телеуправлением. Внедрена уникальная технология изготовления СВЧ интегральных
схем и полупроводниковых приборов на основе гетероструктур для создания мощных
СВЧ-приборов.
НИЯУ МИФИ
На НИЯУ МИФИ возложены разработки тандемного
масс-спектрометра и измерительного комплекса для векторного синтеза и анализа
сигналов [12]. Рабочий макет тандемного масс-спектрометра в процессе сборки. В
2025 г. выпущена установочная серия, изготовителем которой является
индустриальный партнер НИЯУ МИФИ - компания «Медхромтех».
Измерительным
комплексом для векторного синтеза и анализа сигналов поколения 5G+ «Вектор-М»
занимается Инжиниринговый центр. К разрабатываемым НИЯУ МИФИ
приборам проявляет интерес госкорпорация «Росатом». Прибор используют для верификации систем и
отработки алгоритмов в стандартах передачи данных GSM, 3G, LTE, 5G. Также
его можно применять в квантовых вычислениях, технологиях космического
назначения, биомедицине и других отраслях.
Разработка научных приборов Академией наук
До 1991 г. в Академии наук СССР разработкой,
подготовкой серийного производства, серийным производством и поставкой приборов
для научных исследований академическим институтам, вузам и другим
научно-исследовательским организациям занималось Научно-техническое объединение
«Научные приборы» [13]. К началу 1990-х гг. НТО «Научные приборы» был накоплен
уникальный опыт и потенциал для производства таких приборов, как: сверхвысоковакуумное
оборудование, различные типы масс-спектрометров, Оже-спектрометров, ЯМР-спектрометров,
сканирующих электронных микроскопов, установок молекулярно-лучевой эпитаксии,
оборудования для получения тонких пленок и т. д. И в настоящее время
организации Российской академии наук занимаются созданием приборов для научных
исследований.
НТЦ микроэлектроники РАН
НТЦ «Микроэлектроника» и ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН
создан сверхвысоковакуумный нанолитограф, обеспечивающий работу с 50 мм
пластинами. С помощью ионно-лучевого литографа изготовлены экспериментальные
образцы: плазмонные вращатели поляризации на основе Si/Au, кольцевые и
Брэгговские резонаторы на основе GaAs. Разработан
образец установки газофазной эпитаксии из металл-органических соединений
(MOCVD) для синтеза гетероструктур на основе нитрида галлия. Оборудование этого
типа применяется как для проведения исследований в области СВЧ-электроники,
оптоэлектроники, физики твердого тела, для промышленного производства СВЧ-транзисторов, светодиодов, сверхбольших интегральных схем (СБИС).
В Институте общей физики РАН создан
программно-аппаратный комплекс для управления приборами на основе
перестраиваемых диодных лазеров. Предназначен для аппаратуры, для исследований
в области молекулярной спектроскопии высокого разрешения, высокочувствительного
и высокоселективного спектрального анализа отдельных газов и сложных газовых
смесей, включая атмосферный и выдыхаемый воздух. Основные области применений:
молекулярная спектроскопия в ИК-диапазоне, химические технологии, контроль
загрязнений атмосферы, биомедицинская диагностика.
Институтом аналитического приборостроения РАН (ИАП РАН) разработана аппаратура для выполнения
молекулярно-генетических исследований, начиная с подготовки проб и выделения
нуклеиновых кислот и заканчивая их специфической индикацией и расшифровкой
последовательности. Создан первый отечественный генетический анализатор (секвенатор
ДНК) «Нанофор-05», предназначеный для автоматического определения
последовательности ДНК по методу Сенгера, проведения фрагментного анализа ДНК и
РНК, анализа флуоресцентно-меченных биологических и биоорганических соединений,
оценки качества геномных библиотек.
Для реализации задач синтетической биологии в
Сибирском отделении РАН создан прототип первого отечественного синтезатора ДНК.
В Физическом институте РАН (ФИАН) создан первый опытный
образец отечественного магнитно-резонансного томографа, не уступающий западным
приборам, благодаря опыту института в области
техники создания низких температур, высоких магнитных полей и
сверхпроводимости.
В Центре
физического приборостроения Института общей физики РАН разработан ряд
лазерных систем для рефракционной хирургии. Эта аппаратура использует эксимерные и
фемтосекундных лазеры и специализированное программное обеспечение.
В Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН разработана линейка высокочастотных
спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Спектрометры работают в непрерывном и импульсном
режимах генерации в диапазонах длин волн 2, 3, 4 и 8 мм. Прогресс в области
перестраиваемых СВЧ генераторов, криомагнитных систем и систем детектировании,
а также разработка импульсных методов ЭПР привели к прогрессу в области
ЭПР-спектроскопии,
В Институте автоматики и электрометрии СО РАН
разработаны аналитические и контрольные приборы, технологические лазерные
системы для микро - и нанообработки; волоконные лазеры, прецизионные оптические
измерительные системы, дифракционные решетки, средства дистанционной
диагностики физических параметров объектов и процессов, автоматизированные системы управления, проблемно-ориентированные компьютерные
системы.
В Институте физики
микроструктур (ИФМ РАН) создан ряд новых приборов: высокостабильные
спектрально чистые источники излучения субТГц и ТГц частотных диапазонов на
основе полупроводниковых наноструктур и квантово-каскадных лазеров, системы
фазовой стабилизации частоты, высокочувствительные приемные системы. Совместно
с «ННИПИ «Кварц» создан коммерческий образец новой квантовой меры напряжения на
основе джозефсоновских контактов из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).
В институтах и организациях РАН (ИАП РАН, ФТИ им.
РАН, ИНГГ СО РАН, ИХФ РАН, ФГУП ЭЗАН) сохранились эффективные коллективы
разработчиков, продолжающие исследования и разработки в области
масс-спектрометрии. Ими созданы образцы новых масс-спектрометрических приборов и приборных
комплексов по заказам ГК «Росатом», ГК «Роскосмос», НИЦ «Курчатовский
институт», ФМБУ, ФСБ и Сколково.
Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным
конструкторским бюро РАН ФГУП ЭЗАН совместно с заводом газовых центрифуг (ГК «Росатом»)
выпускает небольшие партии изотопного
масс-спектрометра МТИ-350 ГМ для контроля
технологических процессов разделительного атомного производства. Совместно с
ИАП РАН и заводом газовых центрифуг ведутся работы по созданию твердотельного и
сублимационного изотопных масс-спектрометров для предприятий ГК «Росатом».
ФГУП ЭЗАН разработал,
серийно производит программные (включая собственную SCADA) и технические
средства для распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) для
объектов атомной, тепло - и электроэнергетики.
Институт прикладной физики РАН (ИПФ
РАН) совместно с фирмой ГИКОН производит гиротроны – генераторы
коротковолнового СВЧ излучения (от 1 см до 1 мм) с выходной мощностью от
нескольких киловатт до мегаватта в импульсах большой длительности вплоть до
непрерывного режима работы, а также сверхпроводниковые криомагнитные системы и
линии передачи СВЧ излучения. Эти гиротроны с мегаваттным уровнем мощности
используются в плазменных установках управляемого термоядерного синтеза –
токамаках и стеллараторах.
ИПФ НТЦ «Мониторинг» производит многоканальные анализаторы спектра, приборы
динамической балансировки, шумо - и виброизмерительную аппаратуру, новые типы
датчиков вибраций и смещения с параметрами не хуже, чем у мировых лидеров.
Выполнены заказы ряда крупных предприятий НижНовЭнерго, ЗМЗ, ВНИИЭФ.
В Институте спектроскопии РАН выполнены эксперименты по лазерному
охлаждению атомов в атомной оптике. Прикладным результатом этих
исследований стала разработка атомного нанолитографа, позволяющего создать
массивы атомных структур на различных подложках.
В ИПТМ РАН была разработана серия прототипов электронных
растровых микроскопов «МикроСкан 20» в 6 модификациях. Предлагаемые приборы не
имеют зарубежных аналогов, отличаются высокими характеристиками.
Институт ядерной физики СО РАН им. Г.И. Будкера (ИЯФ СО РАН) производит опытные образцы следующих приборов и
систем: малодозовые цифровые
рентгенографические сканеры со сверхнизким уровнем облучения пациента для
медицины (МЦРУ «Сибирь») и систем безопасности (СРК
«Сибскан»); промышленные ускорители электронов для производства полимеров,
кабельной продукции с высокими потребительскими свойствами, стерилизации
медицинских изделий и деконтаминации медицинских отходов, дезинфекции и
дезинсекции изделий и продуктов, очистки
сточных вод и дымовых выхлопов предприятий и тепловых
электростанций, производства нанопорошков и фармпрепаратов нового поколения;
оборудование для электронно-лучевой сварки для специальных технологических
применений на предприятиях; компактный ускорительный источник нейтронов для
бор-нейтронозахватной терапии рака; ускорительный масс-спектрометр для
сверхчувствительного анализа изотопного состава вещества для использования в
области археологии, фармакологии, химии, медицины
и других приложений; атомарные инжекторы высокой мощности и ионные источники
для исследований в области управляемого термоядерного синтеза и ядерной физики,
ускорительных технологий и ядерной медицины и др.
Здесь создан дисперсионный
интерферометр (ДИ) на основе CO2 лазера с искусственной фазовой модуляцией
зондирующего излучения на токамаке Глобус-М2 [26]. ДИ
позволяет в реальном времени получать надежные данные об абсолютной величине
электронной плотности плазмы во всех режимах работы установки.
Конструкторско-технологической институт научного приборостроения СО РАН проводит
исследования в области оптико-электронных измерительных и лазерных систем. Для
предприятий атомной промышленности создан уникальный профилометр для измерения
профиля и глубины дефектов поверхности твэл ядерных реакторов. При участии ИАиЭ СО РАН создан 3D лазерный генератор
изображений с повышенными точностными и эксплуатационными характеристиками для
синтеза микроструктур в пленках фоторезиста. Прибор позволяет в обычных
лабораторных условиях производить синтез дифракционных оптических элементов с
погрешностью формирования волнового фронта менее л/100.
Ученые Института автоматики и электрометрии СО
РАН внедряют прибор, анализирующий с помощью терагерцового излучения
материалы для систем шестого поколения связи 6G [14]. Он позволяет определить
оптические и диэлектрические свойства материалов, исследовать их структуру,
стать основой систем неразрушающего контроля промышленной продукции из
материалов, прозрачных для терагерцового излучения, но непрозрачных для видимых
длин волн.
Потенциал ФГУПов, подведомственных РАН, позволяет значительно
увеличить производство наукоемкой продукции. Эти
предприятия имеют опыт создания рабочей конструкторской документации для
тиражирования приборов и технологий. Они способны превратить научный результат
в законченный коммерческий продукт, освоить его серийное производство. Потенциал
этих предприятий не задействован в должной мере для коммерциализации разработок
институтов в области научного приборостроения. Значительная
часть созданного оборудования применяется для решения задач ГК «Роскосмос», ГК
«Росатом», ГК «Ростех», ПАО «Газпром», Минобороны России.
Для
создания конкурентоспособных приборов и оборудования для научных исследований,
значительного увеличения их производства было предложено разработать Программу развития научного приборостроения в подведомственных
институтах РАН и предприятиях приборостроительного комплекса. ФАНО России и РАН обратиться к Минобрнауки РФ с
предложением о включении в ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным
направлениям развития науки и технологий на 2014-2020 гг.» тему зонтичного лота
«Научное приборостроение» ещё в 2017 г. Предложение академиков было
услышано только через шесть лет.
«Идущий по следу
обогнать не может»
Отечественная промышленность
возрождается ускоренными темпами после пинка многочисленных санкций. Болонская
система с ориентацией на подготовку продвинутого потребителя канула в Лету.
Наука несмотря ни на что продолжает развиваться, привлекая в свои ряды всё
больше молодежи. И для ускорения этого процесса требуются новые научные приборы
собственного изготовления.
Умы, производственные площадки,
методологии и технологии для этого есть. Требуется государственный интегратор,
который объединил бы усилия вузов, Академии наук, отраслевых организаций
приборостроения, чтобы не распылять достаточно ограниченные кадровые, финансовые
и материальные ресурсы, необходимые для возрождения отрасли научного
приборостроения. Наша страна богата уникальными умами, умеющими благодаря
оригинальным решениям добиваться высоких результатов.
Подготовила Т.А.
Девятова
Дополнительные источники
1.
https://mephi.ru Ректор НИЯУ МИФИ В.
Шевченко о задачах консорциума.
2. bfm.ru› И.
Копелевич,
Ректор Физтеха Д Ливанов: «Студенты,
которые боятся сложностей, на Физтех не поступают».
3.
https://fcntp.ru/programmy-i-proekty Задачи ФП «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения
для научных исследований».
4. scientificrussia.ru Академик Р. Сагдеев: Нужно поддерживать.
5. https://topuch.com/
История отечественного приборостроения.
6. https://cyberleninka.ru/
Приборы и оборудование для научных исследований: возможность импортозамещения
Моисеенко В. Е., Васин А. А. ets.
Московский политехнический университет.
7. https://lab.scienceid.net/
8.
https://kiozk.ru/article/ekspert/ Н.Быкова, В
России будут делать научные приборы.
9. vk.com МГТУ им. Н.Э. Баумана.
10. https://robvac.com/ бессеточные ионные источники.
11. https://russianelectronics.ru/miet
НИУ МИЭТ.
12. mephi.ru Ректор НИЯУ МИФИ.
13. http://kfti.knc.ru/pribor2018 Программа развития
научного приборостроения, в организациях подведомственных ФАНО России.
14.
tp.iss-reshetnev.ru› ИАиЭ СО РАН.