и
IT 12.08.2020

Нанотехнолог: кто это такой, чем занимается и где на него учиться

8 мин.

Наноинженер — это технолог высокого уровня

В каждой отрасли прикладной химии и физики существуют специалисты в области технологии. В производственном секторе наноинженерными направлениями занимаются технологи очень высокого уровня. Это профессия на стыке химии, физики, математики. Наноинженерами они себя не называют, это скорее разъяснение для абитуриентов и их родителей — так проще сориентировать людей в направлении подготовки «Наноинженерия».

Действительно, наноинженеры — это скорее технологи, которые досконально знают все. Есть технологи, которые в классическом варианте в основном работают по рецептуре: если вы соблюдаете технологический режим, то обязательно получаете результат. Технолог очень высокого уровня по своему опыту знает, что если смешать определённые компоненты в определённой пропорции, то получится, например кока-кола. А современный наноинженер изменяет сами компоненты. И речь идёт не о коле, а об очень серьезных вещах, когда добавление «не того» может привести к кардинально иному результату.

О профессии Нанотехнолога

Нанотехнолог — специалист по нанотехнологиям, учёный, который исследует материалы на молекулярном и атомарном уровне и создаёт объекты из компонентов, обладающих наноразмерами. Для него атомы — это кирпичи, из которых он собирает новые материалы. Создавать из крошечных частиц новые материалы, проводить исследования на молекулярном уровне — задачи нанотехнолога. Он проводит лабораторные исследования, ставит опыты, документирует их результаты, анализирует и делает прогнозы.

Нанотехнолог — специалист по нанотехнологиям, учёный, который исследует материалы на молекулярном и атомарном уровне и создаёт объекты из компонентов, обладающих наноразмерами. Для него атомы — это кирпичи, из которых он собирает новые материалы. Создавать из крошечных частиц новые материалы, проводить исследования на молекулярном уровне — задачи нанотехнолога. Он проводит лабораторные исследования, ставит опыты, документирует их результаты, анализирует и делает прогнозы.

По прогнозам, будут востребованы все специальности, связанные с нанотехнологиями. Уже ясно, что нанотехнологии охватят все сферы: машиностроение, космические технологии, пищевую промышленность, медицину и т.д.

Считается, что страну, добившуюся прорыва в развитии нанотехнологий, ждет мировое лидерство.

Что такое нанотехнологии?

Как изучают свойства наноматериалов?

 О профессии нанотехнолога

История профессии

Технолог
Зарождение идей, положенных в основу технологий нанодиапазона, связывают с выступлением в 1959 году американского физика Ричарда Фейнмана. В своем докладе он допустил возможность механического перемещения одиночных атомов с помощью манипулятора с заданной целью.

Но сам термин «нанотехнология» впервые был использован японским физиком Норио Танигути только в 1974 году. Тогда он применялся в контексте темы производства различных изделий (полупроводниковых структур), имеющих величину несколько нанометров.

И идею, и терминологию подхватил еще один американский ученый Эрик Дрекслер, получивший известность как отец и популяризатор нанотехнологий.

В своей книге «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии» он предложил описание ассемблера, производящего копии себя и прочих произвольно сложных объектов, а также всего того, что позднее получило название молекулярная нанотехнология.

В России тема нанотехнологий стала активно разрабатываться с 2000-х. Сначала в рамках программы модернизации военной электроники, а вскоре и по другим приоритетным направлениям науки и техники. В 2007 году была учреждена государственная «Российская корпорация нанотехнологий», 2008-м основано «Нанотехнологическое общество России», а в 2010-м открылось первое нанопроизводство в стране – завод, создающий инструмент с наноструктурированным многослойным покрытием.

Одобренные проекты Роснано сегодня развиваются в 6 отраслевых кластерах, охватывающих медицину, электроники и оптику, солнечную энергетику, машиностроение, создание наноструктурированных материалов и инфраструктурных проектов.

Что такое нанотехнологии?

Нанобъекты окружают нас повсюду. И экран, на который вы сейчас смотрите, в своем составе имеет наноструктуру, изменяющую свойства под воздействием электрического поля.

Считается, что нанообъект — это объект, имеющий наноразмеры — 10–9 метра. Размеры нанообъекта варьируются от единиц до нескольких сотен нанометров. Эти объекты имеют свойства, с одной стороны, отличные от классических химических веществ, ведь химические формулы пишутся для одной молекулы, а наноструктуры — это длинные молекулы, и их конфигурация в пространстве важна. С другой стороны, нанообъекты отличаются по свойствам и от макрообъектов, которые изучает механика сплошных сред.

Если представить, что человек — единица социальной структуры, то нанообъекты — это группы людей, состоящие из двух-трех человек, это семьи, это друзья, но не больше — не город и не государство. Также как и семьи, в обществе эти наноструктуры очень разнообразны, они отличаются и по природе и по свойствам. И если вы меняете размер нанообъектов, то и свойства материалов меняются.

Описание профессии

Нанотехнолог – это обобщающее наименование специалистов различных направлений науки и техники: от медицины до космонавтики и от электроники до машиностроения. Объединяет их то, что объекты работы (системы, устройства, материалы) относятся к нанодиапазону, то есть, имеют размер меньше 100 нанометров (в одном и более измерении). В результате изменения порядка величины вещество приобретает принципиально новые физико-химические свойства и качества.

Нанометрология предполагает междисциплинарный подход и применение как новаторских способов исследования, так и методологий, характерных для классических физики, биологии, химии, оптики и т. д. Поэтому и специфика деятельности нанотехнологов в зависимости от направления их работы может отличаться. Тематическое разделение происходит даже внутри отдельной дисциплины.

Так, например, нанобиолог в целом занимается включением нанотехнологических материалов и устройств в биологические процессы. Конкретные же задачи определяются научно-прикладной областью науки:

  • Тераностика. В этом разделе науки специалисты работают над системами направленной доставки лекарственных препаратов, которая осуществляется благодаря способности биокомпьютерных структур проводить самостоятельный анализ биохимических сигналов микросреды и на основе выводов производить управляемое и «прицельное» терапевтическое воздействие.
  • Биокомпьютинг. Ученые исследуют принципы работы, а инженеры реализовывают проекты по созданию молекулярных автоматических приборов (нанороботов) для расширения биологических возможностей организма и методов его лечения.
  • Нанобиосенсорика. Теоретики разрабатывают, а практики внедряют новые экспресс-методы анализа наночастиц и выявления молекул (например, лекарств, токсинов, пестицидов), что обеспечивает сверхчувствительность при обнаружении следа вещества.

Свое разделение существует в и нанофотонике, нанофизике, нанохимии. Например, проблемой самоорганизации молекул с группировкой их определенным образом занимается супрамолекулярная химия. Однако в условиях междисциплинарной природы нанотехнологий зачастую один и тот же проект объединяет вокруг себя представителей сразу нескольких направлений.

Особенности профессии

Сегодня профессия нанотехнолог является актуальной. Миру необходимы специалисты, которые владеют ключевыми принципами создания наделенных уникальными свойствами наноматериалов со строго заданной атомарной структурой.

Роль данной науки в жизни человечества очень велика. Благодаря нанаполимерам, исследователям удалось разработать методику лечения онкологических заболеваний.

В отличие от химиотерапии, организм значительно легче переносит воздействие подобных препаратов. Также была создана технология, способствующая регенерации клеток организма.

Обязанности и требования

Работа с наночастицами относится к одной из самых сложных отраслей на стыке науки и техники. От нанотехнолога требуются глубокие познания в области физики и химии, в особенности разделов, касающихся структур и свойств молекул и атомов. Но данными дисциплинами компетенция нанотехнолога не ограничивается. Если он занимается разработкой материалов и технологических решений для вычислительной техники (например, для микропроцессоров), то он должен хорошо разбираться в информационных технологиях и принципах работы компьютерного «железа». Если же он занят в фармакологии или мединдустрии, ему не обойтись без познаний в области биологии и человеческой физиологии.

С одной стороны, нанотехнологии – бурно развивающаяся сфера, требующая от исследователя креативного подхода вкупе с практической сметкой и ориентацией на дальнейшую коммерциализацию разработки. С другой, работа нанотехнолога требует максимальной аккуратности, нередко даже педантичности, поскольку ему приходится иметь дело с весьма тонкими, во всех смыслах, материями.

Важные качества

Необходимые качества, которыми должен обладать нанотехнолог:

  • желание заниматься исследованиями;
  • научный склад ума;
  • умение анализировать;
  • терпеливость;
  • пунктуальность;
  • ответственность;
  • аккуратность.

Нанотехнолог – это специалист, которому для результативной деятельности необходимо знание точных наук. Дополнительно, он должен быть компетентным в вопросах, непосредственно касающихся выбранного им профиля.

Обязательно требуется владеть английским, чтобы иметь возможность свободно общаться с иностранными коллегами и читать литературу.

Перспективы и карьера

Профессия нанотехнолог позволяет работать в производственных компаниях, деятельность которых целенаправленна на изготовление необходимого технического оснащения для проведения наноисследований, производства наноматериалов и продукции из них.

Специалист также имеет возможность трудоустроиться в один из мировых научно-исследовательских центров. Желающие передавать свой опыт будущим коллегам могут беспрепятственно получить должность преподавателя в одном из вузов.

Трудоустройство

Нанотехнологическая индустрия на сегодняшний день относительно невелика (по приблизительным оценкам, во всем мире в ней трудятся около двух миллионов человек), но она растет с каждым годом. Нанотехнологи работают в самых разных государственных и частных компаниях – фармацевтических, сельскохозяйственных, космических, технологических и др. Нередко эти компании или их подразделения имеют собственные исследовательские центры и институты.

Где работать

Производство, основанное на нанотехнологиях, есть как в госкорпорациях (таких, как «Роснано»), так и в частных компаниях (например, «Ренове»). Спектр направлений работы очень широк — от создания солнечных батарей для космических аппаратов до смарт-карт, от суперкомпьютеров до новых упаковочных материалов, от медицинских приборов до бытовой химии и т. п.

Образование

Для того чтобы попасть в нанотехнологическую индустрию, необходимо получить профильное высшее образование. Традиционная траектория: бакалавриат в области химии или физики, далее – специализированная магистратура в области материаловедения или нанофизики. Наиболее престижные российские университеты, готовящие специалистов подобного профиля, – Московский физико-технический институтУниверситет ИТМОНИУ Московский институт электронной техники и другие.

Источники

  • https://zen.yandex.ru/media/id/5a2cd210a815f1e7d2fcb89c/tvorcheskie-specialnosti-v-vuzah–nanoinjener-ili-skromnyi-tehnolog-vysokogo-urovnia-5bec08e1f45fc700a9a187a4
  • https://postupi.online/professiya/nanotehnolog/
  • https://edunews.ru/professii/obzor/tehnicheskie/nanotekhnolog.html
  • https://profitworks.com.ua/professii/nauchnaya-deyatelnost/nanotekhnolog
  • https://www.examen.ru/add/manual/spisok-professiy/nanotechnologist/
  • https://www.ucheba.ru/prof/1348
[свернуть]
Оцените статью
Понравилась статья?
Комментарии (0)
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Комментарии закрыты.