Стартапы Зеленоградского Нанотехнологического центра

Этот материал был написан в конце 2013-го года, после моего визита в Зеленоград, в Зеленоградский нано-технологический центр. И что-то не срослось. Я тогда написал и опубликовал две статьи (про 3D принтер Picaso и про открытие производства микросхем), и эта статья была уже практически готова, но так и осталась лежать в черновиках. Шло время, статья все больше устаревала, но удалять было жалко. Долго думал что с ней делать, и все же решил её опубликовать. Я подумал — статья, хотя и устарела, но все же может быть полезна как иллюстрация того, чем занимаются молодые инженеры и ученные в таких вот модных сейчас бизнес-инкубаторах, и как такие инкубаторы работают. Так что не судите строго :)

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Любая, даже самая инновационная и перспективная идея, в начале пути к реализации рождения встречает массу препятствий. Молодому «кулибину» нужно время для исследований и разработок, в то же время нужно как-то зарабатывать себе на жизнь. Необходимо оборудование, подчас очень дорогое и специфичное, нужны расходные материалы, химикаты, например, они тоже стоят недешево. Понимая все это, множество хороших идей умирают еще даже толком не родившись. Зеленоградский Нанотехнологический Центр создан для того, что бы помочь молодым командам, реализовать свои идеи. Зеленоград часто называют «Русской силиконовой долиной», но американский аналог знаменит не только и не столько фабриками по производству микросхем, это прежде всего фабрика инноваций, благодатная почва для роста самых смелых идей. ЗНТЦ — попытка создать такую плодородную почву в России. И результаты этой работы уже есть, вот о них я сегодня и хочу рассказать.

Про одну из успешно реализованных идей, я уже рассказывал, но всего на базе ЗНТЦ сейчас реализуется порядка пятнадцати разных проектов. ЗНТЦ предоставляет командам, работающими над идеей, все необходимое" финансовую поддержку, оборудование, консалтинговые услуги, услуги специалистов, инженеров, помогают открыть фирму, найти заказчиков. При этом все это бесплатно на начальном этапе. За свою поддержку Центр получает долю в компании в размере 25% процентов. Когда проект готов для свободного плавания, ЗНТЦ выходит из него, продавая свою долю, и тем самым компенсируя свои затраты.

Сейчас, что радует, большинство из этих проектов находятся на той стадии, когда продукт можно уже пощупать руками и увидеть в деле.

Центр специализируется на нескольких направлениях, главные из них это микроэлектроника в основном МЭМС (благо рядом МИЭТ, откуда и вышли большинство тех ребят, кто сейчас работает под крылом ЗНТЦ) и биотехнологии. ЗНТЦ обладает всем необходимым для проведения исследований и разработок на этих направлениях.

Теперь о некоторых разработках по порядку

Пьезоэлектрический генератор

Устройство создано на базе МИЭТовских разработок. Основная планируемая область применения — контроль состояния железных дорог. С помощью нанопроволок, которые входят в состав устройства, достигается эффект значительно выше чем в обычном пезо-элементе. Благодаря этому можно сделать систему контроля беспроводную и энергонезависимую, что особенно важно именно для железных дорог, которые зачастую проходят в местах далеких от цивилизации и источников питания. Устройство использует колебания рельс для получения как энергии так и информации о состоянии железнодорожного полотна, после чего, беспроводным способом передает эту информацию на диспетчерский пункт. Устройство уже работает, что нам и продемонстрировали на вот таком тестовом стенде

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Если с рельсов что-то произошло, например разболталось крепление, открутился болт, то диспетчер сразу же узнает об этом, причем еще задолго до того как проблема примет угрожающие масштабы.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Сам по себе чувствительный элемент выглядит вот так. Сенсор очень высокочувствительный, воспринимает вибрации от 40 герц.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Контроль целосности железнодорожного полотна это лишь одно из возможных применений данной разработки.

Следующая разработка — электрохимические ячейки для очистки сточных вод от биологических примесей. Данный принцип уже известен и применяется, инновация состоит в том что электроды в данной разработке имеют тонкую алмазную пленку, и в отличии от применяемых сегодня металлических электродов алмазный электрод намного более долговечен.

Данный метод не требует применения катализаторов и химикатов. Область применения — очистка промышленных стоков от органики. Есть ряд производств где это очень важно. Хотя есть мысли и по бытовому применению этой разработки, но такой фильтр может быть лишь дополнением, так как он не очищает воду от металлов и минералов, а лишь от органики, то есть он дезинфицирует воду, уничтожает микробы, вирусы.

А вот пример из проектов работающих в области биотехнологий: разработка каркаса для культивирования клеток. Такой каркас необходим для того что бы можно было выращивать различные био-структуры заданных свойств и формы необходимых для применения в медицине. На данный момент выглядят эти каркасы вот так

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Клетки растут на каркасе под действием токов, соответственно каркас представляет собой электрод. Основа сейчас — стекло, на которое нанесена тончайшая металлическая пленка. Идут разработки каркасов из пластика, и других материалов, например идут исследования по использованию углеводородных трубок.

Нанесение первого слоя клеток на каркас происходит вот в таком устройстве — центрифуге, под действием центробежной силы.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Слой получается очень равномерным, а толщина равномерна и составляет всего 2-4 нанометра. Сам процесс выращивания клеток давно применяется в медицине, но делается это в биосфере, а ненанесение клеток на каркас не может обеспечить такой равномерности и толщины слоя как в разработанном здесь приборе. Собственно инновации здесь в методе стимуляции роста клеток и методе их нанесения, что позволяет достигать лучших результатов чем в методах существующих на данный момент.

Следующее направление разработок — тонкие магнитные пленки, которые применяются для создания различных устройств таких как магнитные датчики, спиновые наногенераторы и так далее.

Спиновые наногенераторы и вообще спинтроника — очень перспективное направление, развивающаяся область науки и техники, которым сейчас занимаются много где в мире. Вот так выглядит такое устройство

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Данные устройства позволяют генерировать и воспринимать широкий диапазон частот. Если честно, моих познаний в квантовой физике слишком мало для того что бы грамотно рассказать о принципе действия таких устройств, поэтому не буду и пытаться это сделать :) Но могу сказать, что устройство показанное на фото предназначено для замены кварцевых генераторов в современных мобильных устройствах. Кварцевые генераторы очень большие, а спиновый наногенератор размером всего лишь 150 нанометров, при этом такой генератор способен почти мгновенно перестраивать частоту, что очень важно в современных устройствах где используются различные частоты для, WiFi, GSM, LTE. Это значительно снижает нагрузку на центральный процессор, экономит заряд батареи.

Следующий проект — разработка магнитных датчиков для автомобильной промышленности на основе тонких магнитных пленок. Сейчас у нас применяются импортные датчики, например датчики расхода топлива, положения коленвала и другие. Здесь пытаются разработать наши российские датчики для импортозамещения.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

На эти разработки уже есть заказчик — компания Автоэлектроника. Вот уже фактически готовые изделия

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Чем дальше я продвигался по лабораториям, тем больше я понимал слова мудрого Сократа: «Я знаю только то, что ничего не знаю». Тем интереснее было узнавать о новых и новых проектах. Вот например еще один проект из области биотехнологий — коллаген-хитозановый каркас для создания искусственного био-пластыря, который должен ускорять регенерацию тканей. Он будет применятся в хирургии. Например сейчас хирурги используют материал тахокомб. Его нужно размачивать в физрастворе перед наложением на рану. Если размочить эту мембрану слишком сильно, то материал развалится, если же слабо то он не приклеится. Разрабатываемый здесь материал изначально пластичный, прочный и клейкий. Заказчик проекта — Минпромторг. Причем проект находится на стадии когда уже есть опытный образец, идет оформление патентов и начинаются испытания и сертификация.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

И еще один очень перспективный проект NanoVision. Этот проект направлен на создание методики исследования ДНК. Эта методика позволяет получить полную и точную картинку ДНК человека, что откроет грандиозные возможности в ДНК-диагностике — ранней диагностике наследственных заболеваний вплоть до получения каких-то будущих свойств и особенностей человека фактически с момента его рождения. Разработка ведется специалистами МИЭТ, совместно с зарубежными институтами, то есть это международный проект. Важность этого проекта можно понять, если знать тот факт что сейчас 98% ДНК считается «мусорным», точнее мы не знаем для чего оно, потому что нет методов его точно и правильно прочитать. А если нельзя прочитать, то и проводить ДНК-диагностику на основе всего лишь 2% информации практически невозможно.

И вот оно, изображение ДНК, слева картинка это точная «фотография» ДНК бактерии, выполненное с помощью сканирующей зондовой микроскопии, которая позволяет получить «разрешение» вплоть до каждого нуклеотида.

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Проект находится на той стадии, когда уже есть готовая технология, и идут работы по созданию опытного образца промышленного сиквенатора пятого поколения — аппарата для сканирования ДНК. То есть следующий этап — воплощение готовой технологии в конкретном устройстве.

Ну и последний проект о котором я узнал из области робототехники. Проект по созданию робота-няньки. Вот такой вот симпотяжка

• 
•  © img-fotki.yandex.ru

Это игрушка — этакая интеллектуальная видеонянька. У робота есть камера, через которую можно наблюдать за ребенком, есть датчик температуры, который позволит сообщить в случае если в комнате слишком жарко или холодно, или, не дай Бог начался пожар. При этом робот может общаться с ребенком, играть с ним в простые игры, ходит за ним и передает эмоции с помощью светодиодов на передней панели.

Конечно, это лишь первая версия, он много чего еще много чего не умеет, но это уже работающая модель.

Кстати, сейчас на дворе уже 2015-й. Было бы интересно сейчас посмотреть на каком этапе эти стартапы, что удалось, а что не получилось.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.