Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"
You need to upgrade your Flash Player or to allow javascript to enable Website menu.
Get Flash Player  
Всё об экологии ищите здесь:
  Сайт функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям  
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Нано Инновационный инженер

Инновационный инженер

Инновационный инженер

Инновационный путь развития – об этом давно и много говорится и мало кто вспоминает о конкретных делах. А что считать инновационным развитием? Академик Евгений Каблов, например, предлагает считать инновационным продуктом только тот, в себестоимости которого доля затрат по НИОКР на его создание превышает 15%. В США принято считать, что эти затраты должны превышать 20%. Если меньше – это лишь усовершенствование.

Почему важно слово «внедрение»? Потому что тогда под понятие инноваций попадает и научно-исследовательская, и самое, пожалуй, важное – учебная работа. Если исходить из этого, то инновационное развитие – это эволюция на базе новых знаний. Такое производство можно считать инновационным, такие процессы следует самым активным образом поддерживать.

Доля экспорта из России инновационных технологий в 2010 г. не превысила 0,4% от мирового экспорта.  Начинать инновационную революцию в России необходимо с создания инновационно развитого общества. Можно сколько угодно поддерживать инновационные центры, вкладывать в их развитие колоссальные силы и деньги, но пока не изменится российский инженер, просто потребитель, движения вперед не будет.

Парадокс: руководители учебных заведений сегодня поголовно находятся под уголовной статьей. Президент Торгово-промышленной палаты России Сергей Катырин справедливо замечает: «С одной стороны, для развития инновационных проектов им необходимо привлекать инвестиции, создавая малые предприятия, с другой – создание на базе университета малого предприятия может трактоваться как злоупотребление или, того хуже, воровство. И как быть ректору? Как ему развивать науку и инновации?»

А по словам начальника аналитического отдела Государственной Думы Александра Белоусова, заниматься наукой и инновациями сегодня уже почти некому. «К примеру, ситуация в авиастроительном комплексе в настоящий момент такова, что можно смело говорить о полной потери отрасли. И причины тому две: стагнация отраслевой науки и деградация специалистов. И это некогда элита российской промышленности, что уж говорить о других отраслях! Приведу еще один пример: наши эксперты пришли к выводу, что инженеры наших авиастроительных КБ сегодня не только не способны что-то прорывное предложить для российской авиации, но даже не способны подтвердить разработки ученых этих же КБ 70-80-х годов». Деградация специалистов авиационной отрасли, по словам Белоусова, повсеместная. Российские вузы за последние 20 лет сократили выпуск специалистов самолетостроения и двигателестроения впятеро, да и не идут в отрасль выпускники, предпочитая коммерцию. «Конечно, можно сетовать, что молодых специалистов мало, но не это главное, главное здесь не количество, в авиационной отрасли главное – качество. А для того чтобы сегодня подготовить качественного специалиста, нужно принимать инновационные образовательные стандарты».

А кто будет учить будущих инновационных инженеров? Сегодня более 700 тыс. российских ученых работают за границей. Россия за двадцать лет отстала от мировых лидеров практически во всех отраслях производства и во многих областях науки. В этом надо отдавать себе отчет.

В период индустриализации наша страна, используя условия кризиса на Западе, закупила самые современные заводы и технологии, по которым они начали работать. Но одновременно с этим было обеспечено обучение кадров, причем самой высокой квалификации. Так удалось практически ликвидировать технологическое отставание от западной промышленности, на этой базе создать собственные энергетику, транспортное и химическое машиностроение, химические производства и, выйдя на высокий уровень, развивать производство уже на собственной базе. По аналогичному пути пошел современный Китай, создав свободные зоны, привлекая иностранный бизнес с условием, что технологии передаются иностранными компаниями полностью, что полностью готовятся кадры и что продукция выводится на международный рынок. Наши «отверточные» производства этому подходу пока не соответствуют.

Мировой опыт показывает, что инновационная способность нации связана не столько с наукой, сколько с состоянием инженерной системы страны, которая включает в себя разработку новой продукции, организацию ее производства и доведения до потребителей. (В российской технической культуре последнее, собственно, и называется технологией, а специалисты этого профиля – инженерами-технологами). Творческий характер инженерного труда проявляется в создании систем и процессов, которые без участия человека возникнуть не могут. Подобная деятельность является реакцией на конкретные потребности общества, а не на необходимость применения результатов научных открытий. Инженерное творчество и научные исследования связаны между собой, но эта связь не линейна: истории известны случаи, когда системы, созданные инженерами, заставляли ученых радикально пересматривать свои представления о научном знании.

Нововведения – это инженерная, а не научная деятельность (последняя, как известно, предполагает изучение законов природы). Как свидетельствует опыт Японии, Израиля, Южной Кореи и других новых промышленно развитых стран, основу инновационной экономики составляет именно инженерная деятельность. Реально поднять престиж инженерных профессий государство может, лишь увеличивая оплату труда специалистов, достойно компенсируя использование интеллектуальной собственности, поддерживая систему подготовки инженеров (от преподавания научно-технических дисциплин в средней школе до аспирантуры в технических вузах).

В 1980-е годы, когда США впервые столкнулись с проблемой деградации инженерных кадров, в вузовское образование были введены специальные программы, на начальных этапах финансируемые федеральным правительством, а в дальнейшем – из бюджетных источников. В рамках этих программ в отобранных университетах организовывались специальные центры углубленного изучения отдельных инженерных дисциплин, связанных с потребностями местного бизнеса. В других вузах создавались так называемые инженерно-исследовательские центры, нацеленные на обслуживание инженерного творчества. Эти центры также ориентировались на потребности местного бизнеса. Наконец, действовало несколько программ поощрения инженерного творчества в вузах путем формирования на их основе инженерных «инкубаторов», помогающих выводить отдельные технологические продукты на рынок. По оценкам экспертов Национальной инженерной академии США, инженерная система страны в целом отвечает современным требованиям. Усиление внимания компаний к повышению конкурентоспособности последних сопровождалось осознанием их менеджментом значимости инженеров в решении этой задачи. Внутриорганизационный статус данной категории работников, размеры компенсации за результаты труда существенно повысились. Соответственно возрос престиж профессии, что проявилось, в частности, в увеличении числа желающих обучаться инженерным профессиям. Другими словами, рыночные механизмы в основном сработали, принеся, хотя и с задержкой, желаемый результат.

Тем не менее эксперты Национальной инженерной академии предложили ряд рекомендаций по совершенствованию инженерного образования в США, которые представляют определенный интерес и для российской вузовской системы. Во-первых, отмечая падение качества преподавания математики и естественнонаучных дисциплин в средней школе, академия высказалась за создание специальной системы отбора наиболее талантливых, способных к творчеству молодых людей для продолжения инженерного образования в вузах. Во-вторых, была признана нецелесообразной дальнейшая специализация инженерного образования. Вузам было рекомендовано концентрировать внимание на углубленном преподавании базовых дисциплин и разработке междисциплинарных программ, позволяющих готовить специалистов широкого профиля, которые могут достаточно гибко использовать свои знания для решения смежных задач. В-третьих, проблему недостаточности инструментальной и приборной базы (в связи с ее усложнением и резким удорожанием) было предложено решить двумя путями: налаживая более тесные связи между университетами и промышленными компаниями; применяя информационные технологии, обеспечивающие имитацию желаемых процессов и эффектов, что удешевляет подготовку будущих инженеров. В-четвертых, было замечено, что система инженерного образования должна прививать студентам идеи социальной ответственности. Результаты труда инженера необходимо оценивать не по абстрактным критериям эффективности создаваемых систем, а по тому влиянию, которое последние оказывают на жизнь общества. В-пятых, творческие способности инженера не должны определяться исключительно полученным образованием – в поощрении инженерного творчества огромную роль играют общественное мнение и соответствующие ценностные установки.

В России существует серьезный разрыв между творческой способностью инженеров и возможностями менеджеров и производства осваивать новые идеи. Как это ни парадоксально, но решению данной проблемы может помочь международное разделение труда. Если рынок страны не готов к восприятию нововведения, то компании, кооперируясь, организуют производство и сбыт в тех регионах, где условия для этого уже созрели. Уровень современной кооперации, связанной с инновационным процессом, проявляется в том, что исследования и разработки осуществляются в одной стране, производство – в другой, сбыт – в третьей, а управляющая компания может находиться в четвертой. Следует отметить, что правительство США активно поощряет такую кооперацию, выделяя ассигнования из федерального бюджета.

К сожалению, такие совместные работы не поддерживаются до сих пор из российского бюджета. А кооперация, например, России и Израиля по линии нанотехнологий, организована некорректным образом, и компании, выбранные Роснано, не утверждаются Министерством промышленности Израиля.

И тем не менее именно наши соотечественники играют ведущую роль в создании инновационных технологий за рубежом. Остановимся на нескольких конкретных примерах.

• Новый путь к решению большинства энергетических проблем, основанный на термодинамическом цикле, использующем атмосферный воздух в качестве возобновляемого источника энергии, был предложен американским ученым советского происхождения профессором Валерием Майсоценко. Он сумел найти возможность использовать еще один вид солнечной энергии. Этот вид менее известен, однако он может служить эффективным ВИЭ. Это – энергия окружающей нас атмосферы, той самой атмосферы, которая является «виновником» всего живого на Земле.

В основном атмосфера состоит из влажного воздуха, который представляет собой смесь сухого воздуха с водяным паром. При испарении воды в воздух затрачивается энергия. Это приводит к понижению температуры воздуха. Таким образом, возникает разность температур воздуха атмосферы и воздуха, контактирующего с испаряющейся водой. Эта разность называется психрометрической разностью температур. Так как разность любых потенциалов (в том числе и температур) может служить источником энергии, то и неравновесность атмосферы, выраженная через психрометрическую разность температур, может служить энергетическим ресурсом. Однако до реализации цикла Майсоценко эта психрометрическая разность температур была столь мала, что не представлялось возможным использовать ее в качестве энергетического ресурса. Заслуга профессора Майсоценко в том и состоит, что ему удалось существенно увеличить психрометрическую разность температур, что дало возможность ему же этот возобновляемый энергетический ресурс использовать для различных отраслей промышленности и транспорта, снижая потребление энергии и топлива в разы, и при этом повысить не только технико-экономические, но и экологические показатели.

Если представить себе знакомую с детства шкалу обычного барометра-анероида, то на ней мы увидим зону высокого атмосферного давления, ассоциированную с сухим воздухом, и зону низкого атмосферного давления, ассоциированную с влажным воздухом. В силу известных физических законов воздух из области высокого атмосферного давления перемещается в зону низкого атмосферного давления, создавая тем самым ветер, который будет существовать до тех пор, пока не произойдет полного тепло-массообмена между перемещающимися слоями воздушных масс, и атмосферное давление между зонами не сравняется. Очевидно, что если мы искусственно увлажним воздух в одной из точек геопространства, то, тем самым, искусственно создадим зону низкого давления, которая, в свою очередь, вызовет искусственный ветер за счет перемещения сюда воздушных масс из зоны высокого атмосферного давления. Если при этом мы также разделим сухой и влажный потоки таким образом, чтобы предотвратить явление массообмена между ними, то такой искусственный ветер будет еще и постоянным. Получив искусственный постоянный ветер, мы получили рабочее тело, способное выполнять работу. В этом, собственно, и заключается инженерное решение, получившее название «цикл Майсоценко» (M-цикл). Ученый сконструировал тепло-массообменник, в котором присутствуют разделенные потоки воздуха, один из которых искусственно увлажняется. Таким образом, внутри устройства создается искусственный постоянный ветер, совершающий работу.

Цикл Майсоценко и его области применения защищены более чем 200 патентами во всем мире. Впервые технология на основе М-цикла была реализована компанией «Coolerado Corporation» (Денвер, штат Колорадо, США), производящей несколько типов кондиционеров (коммерческие, бытовые, солнечные и гибридные). Как подтверждено Национальной лабораторией источников возобновляемой энергии США (NREL), кондиционеры, выпускаемые этой компанией, обладают эффективностью более чем на 90% превышающей эффективность традиционных устройств.

По данным Министерства энергетики США энергия, получаемая из атмосферного воздуха через цикл Майсоценко в 10 раз дешевле, чем энергия, получаемая из традиционных источников. Активно изучаются применения этого цикла в ряде других стран. Так, например, в Канаде исследуют энергетическую способность атмосферного воздуха при использовании М-цикла, а в Англии проводится математическое моделирование М-цикла при его реализации в различных областях науки и техники. Японские исследователи изучают возможность применения М-цикла совместно с солнечной радиацией.

• Под руководством профессора Андрея Гейма, лауреата Нобелевской премии и нашего соотечественника, был сделан следующий шаг к замене кремния графеном в чипах компьютерных микросхем – создание структуры, состоящей из слоев графена и второго двухслойного материала, нитрида бора (структуру назвали «графеновым бигмаком»). Исследователи использовали слои нитрата бора не только, чтобы разделить два слоя графена. С помощью этого они изучили то, как ведет себя графен, полностью изолированный от окружающей среды в «капсуле» из другого вещества. Ведь в точно таких условиях будет находиться графен внутри чипов в будущем. «Создание многослойной структуры позволило нам изолировать графен от отрицательного влияния окружающей среды и управлять электронными свойствами графена с помощью методов, реализация которых была невозможна в обычных условиях, – рассказал доктор Леонид Пономаренко. – Мы никогда не видели графен, выступающий в роли электрического изолятора, если он только не был специально обработан. В нашем случае высококачественная графеновая пленка становится идеальным изолятором впервые». Графен, заключенный в капсулу из нитрида бора и изолированный от окружающей среды, по словам Андрея Гейма, представляет собой наилучшую и самую совершенную платформу для будущей графеновой электроники благодаря тому, что в данном случае в силу вступают новые, ранее неизвестные законы физики. Изоляция графена от окружающей среды решает несколько тяжелых проблем, связанных со стабильностью свойств этого материала, которые ранее нависали подобно грозовым облакам над дорогой графена в будущее электроники. «То, что удалось реализовать в маленьком масштабе, без труда может быть сделано и в крупном масштабе, – утверждает Андрей Гейм. – Создание транзисторов на основе изолированного графена, имеющих характеристики лучшие, чем достигнутые ныне, является вопросом нескольких месяцев».

Олег Фиговский

директор научного центра нанотехнологий «Polymate» (Израиль) и компании «Nanotech Industries, Inc.» (США)

Инновации 

05.04.2012, 3576 просмотров.


Нравится

Агентство экоинноваций

Ежеквартальный бюллетень ICAP

Обсуждаем проблемы российских лесов - сертификация и спецификация

Проблемы управления и определения лесов в России / Лесной выпуск Дайджест Ecolife

В фокусе - водные проблемы/Водохранилища и ГЭС, паводки и наводнения

11.12.2018 19:02:43

Российские беспилотные автомобили пропустят «скорую помощь»

Участники российского эксперимента по испытанию беспилотных автомобилей на дорогах Москвы и Татарстана будут тестировать в 2019 году технологию передачи данных между автомобилями и другими объектами.

Россия, беспилотный, 2019, Автомобиль

08.12.2018 11:55:00

Уральские ученые разработали порошок для очистки воды и воздуха

Уральские ученые изобрели порошок, который позволяет ускорить очистку воды и воздуха. Уникальная модификация диоксида титана позволит разлагать загрязнения на продукты «зеленой» химии.

воздух, технология, ученые, загрязнения, РАН

06.12.2018 12:55:30

Elowan — робот-симбионт для выращивания идеальных растений

Проект Elowan можно назвать попыткой создания растений-киборгов. Концепция состоит в том, чтобы научиться улучшать жизнедеятельность растения, подключив его к внешним «умным системам».

свет, система, концепция, источник, растения

02.12.2018 11:36:36

Солнечные батареи становятся альтернативным источником питьевой воды в засушливых регионах

Американская фирма Zero Mass Water разработала солнечную гидропанель, которая не только генерирует электричество, но также производит питьевую воду. Установка поглощает водяной пар из воздуха, который далее конденсируются и очищается в отдельном резервуаре. Одна такая панель вырабатывает в день до 10 л чистой воды.

устройства, источник, солнечные панели

30.11.2018 14:25:52

Компания Space Tango планирует запуск на орбиту первой автоматической производственной "фабрики"

Технологии коммерческих космических полетов, которые бурно развиваются в нынешнее время, обещают в будущем сделать космическое пространство более доступным вплоть до того, что станет экономически выгодно размещать там производство различных вещей, которые невозможно изготовить в условиях гравитации на Земле.

компания, технологий, отрасль

30.11.2018 12:06:56

Цены на поглощение эмиссий в мире/ COP24

Международная политика в области климатаобсуждается в настоящее время на 24-й Конференции Сторон (COP-24), проводимой в Польше

конференции, настоящее, система

29.11.2018 16:16:38

Искусственное сердце было разработано на основе дискового насоса в новосибирском Национальном медицинском исследовательском центре им. ак. Е.Н. Мешалкина

Специалисты исследовательского центра вышли на этап доклинических испытаний, в ходе которых состоялись первые «острые» эксперименты на крупных лабораторных животных – мини-пигах

искусственное, насос, сердце

RSS
Архив "Агентство экоинноваций"
Подписка на RSS
Реклама: