Битва за графен-3: есть ли у России шанс на лидерство

В мире развернулась технологическая гонка за лидерство в области двумерных материалов. Первый из них, графен, уже нашел применение в реальных продуктах, а по всему миру открываются графеновые центры. О позициях России в сфере высоких технологий будущего — в последнем материале серии «Битва за графен»

В марте 2015 года канцлер казначейства Великобритании Джордж Осборн официально открыл в Манчестере Национальный институт графена, который получил название The Home of Graphene. Через полгода в ходе официального визита в Великобританию этот институт посетил председатель КНР Си Цзиньпин — китайские компании вложили в манчестерские исследовательские лаборатории десятки миллионов фунтов. Год спустя там же побывали принц Уильям и Кейт Миддлтон.

Такую популярность центр заслужил не только у высокопоставленных политиков и королевских особ. Всемирно известный британский бизнесмен-миллиардер и филантроп Ричард Брэнсон после посещения института фактически выступил с программным заявлением о необходимости графеновой революции в авиастроении. Если в викторианскую эпоху Манчестер был одним из центров Промышленной революции и получил имя «Хлопковой столицы», то сейчас, в двадцать первом веке, город хочет видеть себя центром «Графеновой революции» — его уже называют Graphene City.

• Битва за графен: мировое состязание за лидерство в технологиях будущего

Великобритания, где сосредоточено сразу три крупных исследовательских центра по работе с графеном, далеко не единственная страна, в которой пошли по пути создания специализированных центров. Первым стал город-государство Сингапур, власти которого  по рекомендации наших нобелевских лауреатов Андрея Гейма и Константина Новоселова открыли специализированный центр по исследованиям и разработкам в области графена. Суммарные вложения в него давно превысили $300 млн, а Сингапур стал одним из лидеров в графеновой гонке. Подобные графеновые центры или национальные исследовательские лаборатории открыты практически во всех ведущих индустриальных странах.

Момент коммерциализации

Главная особенность таких центров — сочетание передовых фундаментальных исследований с прикладными разработками при активном участии бизнеса: малого, среднего и крупного. Как правило, время от открытия нового материала до его масштабной коммерциализации занимает от 20 до 30 лет. И в случае с графеном, который начали активно исследовать только с 2005 года, а первые технологии его масштабного синтеза были разработаны всего лишь семь лет назад, время и шансы на то, чтобы внести свой вклад в графеновые технологии пока есть у всех стран.

При этом графен это всего лишь первый из двумерных материалов в семействе, насчитывающем более сотни видов. Не говоря о том, что их можно комбинировать между собой, получая все новые и новые свойства. Серьезные вложения в другие двумерные материалы начались только с 2014 года. Например, открытие первого двумерного магнитного материала состоялось буквально в этом году.

• Битва за графен-2: коммерческое применение

Этот двумерный мир сулит настолько многообещающее технологическое будущее, что никто не хочет упустить момент, когда лабораторные исследования перейдут в стадию коммерческих продуктов.

Интересы бизнеса

На самом деле такой подход — максимальная близость фундаментальных научно-исследовательских лабораторий и экосистемы бизнеса в случае графена демонстрирует феноменальные результаты. Уже сейчас на рынке есть продукты, где используется графен. В странах Азии можно приобрести смартфоны, где графен используется в качестве прозрачных электродов в сенсорных экранах и есть ожидания, что в ближайшем будущем графен станет одной из составляющих высокочувствительных камер, прозрачных экранов и быстрозарядных аккумуляторных батарей во всех наших электронных устройствах. Созданы прототипы умных контактных линз с графеном и множество миниатюрных сенсорных устройств. Демонстрируются возможности графена для снижения веса беспилотных летательных аппаратов и космической техники. Успехи ученых в разработке технологий синтеза графена и других двумерных материалов и демонстрации прототипов устройств на их основе подталкивают промышленность увеличивать инвестиции в эти новые материалы. Большой интерес к исследованиям в области графена проявляют как крупные частные компании, например, Samsung (Корея), IBM (США), SanDisk (США), Foxconn (Тайвань), Fujitsu (Япония), Lockheed Martin (США), так и  многочисленные стартапы. Мотивация у компаний может быть самая разная — это и закрепление лидерства в сфере своей деятельности и диверсификация рисков и поиск новых продуктов для компенсации потерь в связи с новыми возможностями, которые открывают двумерные материалы, например, в энергетике, авиационной и космической промышленности.

Модель графенового центра

Графеновый центр — это именно та структура, которая позволяет осуществлять переход от исследований к передовым технологиям и их коммерциализации. Такие центры представляют собой синтез сразу нескольких компонентов. Прежде всего это мощная исследовательская составляющая в виде лабораторий фундаментальной направленности, которые открывают новые возможности для применений графена. Другая важная часть — индустриальные партнеры и их исследовательские подразделения, готовые внедрять инновационные разработки лабораторий. Кроме того, необходим менеджмент, которые будет работать на привлечение этих самых партнеров, начиная от гигантов индустрии и заканчивая малыми инновационными компаниями, а также инфраструктура и сервисы для стартапов. Совершенно необходимым является наличие патентного и юридического офисов для защиты интеллектуальной собственности, лицензирования и продажи патентов, собственно за счет чего потом будет создаваться прибыль. Базой для такой экосистемы должен служить университет — источник интеллектуальных ресурсов, который будет обеспечивать постоянный приток в лаборатории талантливых исследователей и инноваторов. Все эти составляющие важны в равной степени. И как для любых проектов такого масштаба, совершенно обязательным здесь является стабильное финансирование и поддержка со стороны государства.

Графен и мы

В нашей стране  преобладает точка зрения, что графен — это не навсегда. Немало людей считает, что это просто мода, которая пройдет, что в этой области все уже сделали — ведь Нобелевская премия уже получена, а потому создавать графеновые центры уже поздно. Так говорили в 2010 году, когда Нобелевский комитет присуждал нашим соотечественникам премию за передовые опыты с графеном, так говорят и сейчас. И если для большинства стран 2010 год стал стартом в графеновой гонке, то Россия на государственном уровне в нее пока не включилась. Рынок графеновых технологий только зарождается, и шанс занять лидирующие позиции в этой сфере есть пока у каждого. Если в области электроники нам уже не догнать страны, далеко ушедшие вперед, то в области графеновых технологий мы имеем хорошие перспективы. Мы находимся на развилке, когда наша страна действительно имеет шансы на лидерство в случае, если работа с двумерными материалами будет поставлена в приоритет и будут созданы равные с другими странами условия для исследований. А потому строительство графенового центра — это реальная для нас перспектива. Остается лишь задаться вопросом: можем ли мы себе позволить программу, равнозначную по объемам финансирования европейскому проекту  Graphene Flagship, который суммарно обойдется европейским налогоплательщикам примерно в €1 млрд? Выбор таков: строительство еще одной «Зенит-арены» или лидерство в высоких технологиях ближайшего будущего?

Источник