Читать интересную книгу Эксперт № 45 (2013) - Эксперт Эксперт

Виктор Лучинин, директор ЦМИД и заведующий кафедрой микро- и наноэлектроники ЛЭТИ

Фото: Александр Крупнов

Существенно помогают и заказы от западных фирм. Специалисты General Electric, где знали о дореформенных работах ЦМИД в области аналитического приборостроения, привозили для экспертизы на патентную чистоту микросхемы тайваньского и малайзийского производства, многие из которых были скопированы с оригинальных микросхем GE и других известных компаний.

В середине 1990-х в ЛЭТИ обратились специалисты Sandia National Laboratories, — национальной лаборатории министерства энергетики США, ведающей вопросами ядерной и экологической безопасности. Их интересовали и сама технология роста карбида кремния, и высокотемпературные радиационно стойкие датчики температуры и давления на карбиде кремния, необходимые для контроля ядерных объектов, которые к этому времени уже научились изготавливать в ЦМИД. Под этот проект Таирову и Лучинину удалось выиграть грант МНТЦ на 600 тыс. долларов на два с половиной года, огромные по тем временам деньги, которые дали возможность стабилизировать ситуацию в центре. «Люди воспрянули, — вспоминает Лучинин, — конечно, заниматься нанесением покрытий на товары народного потребления было необходимо, но они ведь раньше занимались наукоемкой продукцией, и возвращение к исследовательской работе создало в центре более благоприятный настрой».

Жуки, тараканы и e-текстиль

В конце 1990-х появляются деньги на выполнение программ Министерства образования и Министерства обороны. Военные финансируют разработку высокотемпературных, работающих в условиях повышенной радиации карбидокремниевых приборов — диодов, транзисторных структур. Второе направление их интереса — СВЧ-приборы с высокими импульсными и частотными характеристиками. В 1999 году Виктор Лучинин защищает работу на соискание докторской степени «Структура и форма образования микро- и наносистем широкозонных материалов», подготовленную еще в начале 1990-х, но отложенную до более спокойных времен. Помимо алмазоподобных материалов (политипов карбида кремния и нитрида алюминия) диссертация затрагивает и биологическую тематику, научная работа над которой продолжалась все эти годы. Вскоре появляется возможность достижения НИР в этой области перевести в практическую плоскость: американская компания заказывает в ЦМИД разработку так называемой лаборатории на чипе — миниатюрного прибора для оперативного химического и биологического контроля и диагностики. «Они обратились к нам, потому что мы были тогда и до сих пор остаемся — сейчас, конечно, в условиях России — лидерами в этой области и имеем несколько серьезных отечественных патентов», — рассказывает Виктор Лучинин.

Если говорить о наиболее значимых разработках мирового уровня, реализуемых в ЦМИД, то наряду с медико-биологической тематикой лабораторий на чипе это электронная компонентная база для сверхминиатюрных робототехнических систем и работы, связанные с возрождением на новом наноуровне вакуумной автоэмиссионной электроники. Последнее позволяет работать в условиях сверхвысоких частот, скоростей коммутаций и плотностей тока, рассказывает ученый. В рамках сформулированного им и его коллегами направления прорывных технологий «Бионические, робототехнические и биомедицинские системы для обеспечения жизнедеятельности человека и расширения его функциональных возможностей» в Центре микротехнологии и диагностики ЛЭТИ создаются бионические микроробототехнические комплексы, включая миниатюрные навигационно-ориентационные системы для автономной навигации и позиционирования. В частности, это миниатюрные летающие роботы-«птички», в прямом смысле порхающие крылышками. Они необходимы и для проведения разведки, и для обеспечения сбора информации в экстремальных условиях, к примеру при повышенной радиационной опасности, возгорании или задымлении объектов.

Еще один очень специфический интересный проект, который в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований ЦМИД реализует вместе с сотрудниками петербургского Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, — это работа над так называемыми bioboats — живыми лодками. Речь идет о разработке сверхминиатюрной дистанционно управляемой конвергентной биотехнической системы — биоробота на основе интеграции моторики насекомых и искусственных сенсорно-информационных микросистем. На поверхности насекомого устанавливают электронные микрочипы различного назначения и системы управления его движением в виде миниатюрного импульсного генератора. Отправляя импульсы в определенные точки тела, например, таракана, можно определить направление и динамику его движения по управляющему радиоканалу. Такие биороботы найдут спрос и у военных, и у служб спасения, например для поиска людей в завалах.

Намного более массовой продукцией станут «лаборатории на чипе», предназначенные, в частности, для микробиологической экспресс-диагностики патогенных бактерий с использованием оригинальной технологии на основе наноматриц пористого оксида алюминия. Этими приборами заинтересовались специалисты в области борьбы с терроризмом, но в условиях вуза есть ограничения на работу с такими объектами, из-за чего приходилось работать с имитаторами. В итоге совместная работа завершилась передачей заказчику документации, но ОКР продолжает реализовываться с другой организацией.

Похожий проект, предназначенный уже для скрининга населения, по инициативе ЛЭТИ был недавно рассмотрен в Минпромторге. Сейчас министерство планирует выдвинуть его на конкурс, на котором должна быть определена организация для выполнения работ в рамках ФЦП «Развитие медицинской и фармацевтической промышленности Российской Федерации», и Лучинин надеется выиграть этот лот самостоятельно. Но если в конкурсе победит профильная промышленная организация, то можно полноправно рассчитывать на роль соисполнителя, так как лаборатории на чипах полностью подготовлены к промышленному внедрению: созданы рабочие образцы, проведены необходимые процедуры тестирования, укомплектован пакет необходимой технической документации. Промышленным исполнителем, говорит ученый, может стать практически любое из сохранившихся радиоэлектронных предприятий, которое занимается производством печатных плат. Для этого заводу придется предварительно провести модернизацию одного из своих цехов. В этой работе, как и в последующем внедрении технологии производства лабораторий на чипе, готовы участвовать специалисты компании «Центр прототипирования и контрактного производства микро- и нанотехники», созданной на базе ЦМИД для расширения возможностей более оперативной коммерциализации технологий.

«Идея здесь такая, — говорит Виктор Лучинин, — использование лабораторий на чипе предполагает массовое производство, это миллионы единиц продукции, и очевидно, что без взаимодействия с крупными предприятиями никак не обойтись. Но если я смог произвести опытный образец этого прибора у себя на промышленном оборудовании, значит, я смогу попытаться осуществить трансфер этой технологии и на эти предприятия». Со временем потребует внедрения и самая последняя разработка центра в области экспресс-диагностики, необходимая для комплексной доклинической диагностики инфаркта миокарда с последующей передачей полученной информации в телекоммуникационную медицинскую сеть.

Еще одним стимулом для создания компании послужил бурный рост в мире другого междисциплинарного направления — гибкой электроники и фотоники. Это направление, объясняет Лучинин, предполагает переход на системы со встроенными электронными объектами различного назначения на гибких носителях. Одно из применений опять-таки связано с медико-биологической тематикой. Это так называемый e-текстиль, или умная одежда, в которую интегрируется совокупность датчиков, сенсоров с возможностью передачи данных о состоянии человека в телекоммуникационные сети. Изначально исследования в этой области стимулировались военными, интерес которых состоял в возможности эффективно контролировать физиологическое состояние человека в экстремальных условиях. Сейчас эта микро- и нанотехника все больше носит социально ориентированный характер, и со временем речь пойдет о производстве миллионов единиц такой продукции, а значит, создаваемые сейчас технологии в дальнейшем тоже предстоит внедрять на предприятиях инженерам институтской компании. 

Драма ассоциации

Ольга Власова

Желание украинского руководства переложить ответственность за выработку плана развития страны на внешние силы ведет страну в тупик. Из-за этого Украина может упустить шанс реализовать свой потенциал в рамках экономического союза с Россией и другими странами бывшего СССР