Монографії
На основі аналізу зарубіжних і вітчизняних наукових джерел за 1974-2009 рр. висвітлені результати досліджень з нанотехнологій, призначених для створення наноструктурованих матеріалів переважно конструкційного та функціонального призначення. Розглянуто основні види, фізико-хімічні особливості, методи діагностики наноматеріалів, показані причини появи розмірної залежності їх механічних, кінетичних, термодинамічних та інших властивостей. Розкрито способи отримання, властивості та застосування компактних наноматеріалів.
У монографії узагальнені новітні дані літератури та дослідження авторів, що виконані співробітниками кафедри фармакології та клінічної фармакології і кафедри хірургічної стоматології та щелепно-лицевої хірургії Національного медичного університету ім. Богомольця, лабораторією електронно-променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона і Національного медичного університету ім. Богомольця, Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України, Національного фармацевтичного університету, Львівського Національного медичного університету імені Данила Галицького стосовно проблем нанонауки, нанобіології, нанофармації.
Викладено результати системного аналізу ринкових тенденцій розвитку нанотехнологій, проведеного на основі економетричних показників. Здійснено огляд нанотехнологій, розглянуто основи класифікації наноматеріалів, їх властивості, напрями застосування і комерціалізації. Досліджено науково-технологічні пріоритети наноіндустрії, узагальнено світові тенденції розвитку наносфери, впровадження національних нанотехнологічних стратегій і програм, фінансування нанодосліджень і нанорозробок, особливостей і напрямів розвитку наноринку. Показано загальні підходи до патентування ідей і винаходів у наносфері. Вивчено досвід Європейського Союзу (ЄС) і Росії щодо проведення аналізу наукометричних індикаторів розвитку нанотехнологій: патентної активності, кількості наукових публікацій і посилань. Вивчено досвід США і Німеччини щодо розвитку наносфери. Описано методологію та інструментарій стратегічного планування розвитку нанотехнологій з урахуванням досвіду США та ЄС. Проаналізовано тенденції розвитку нанотехнологічної сфери в Україні, досліджено нормативно-правову базу з цієї тематики, виділено актуальні нанотехнологічні напрями. Проведено аналіз проблем, що заважають розвитку наносфери в Україні, даються рекомендації щодо посилення стратегічних підходів планування нанодосліджень та розвитку наноіндустрії.
Надано огляд сучасного стану нанотехнологій і наноелектроніки. Викладено результати досліджень поверхні, кластерів атомів і кластерів вакансій, кінетичних властивостей низькорозмірних систем і кластерної плазми, процесів розсіювання та локалізації позитронів у металах, рідинах і кластерах. Описано деформаційну та температурну залежності роботи виходу електронів, оптичні та магнітні властивості наноплівок і нанокомпозитів, кулонівські та квантові ефекти в одноелектронних транзисторах на кластерних структурах. Наведено приклади використання квантових низькорозмірних структур.
Висвітлено історію становлення, сучасний стан і перспективи розвитку досліджень з проблем нанонауки, нанотехнології та наноматеріалів. Увагу приділено питанням нанобіології та нанофармації, клінічним аспектам застосування нанотехнологій у хірургічній стоматології та щелепно-лицьовій хірургії.
Підручники, навчальні й методичні посібники
В даному посібнику стисло викладено основні результати досліджень із нанотехнологій і наноматеріалів конструкційного і функціонального призначення. Розглянуто фізико-хімічні особливості наноматеріалів, методи діагностики, способи одерження компактних наноматеріалів і їх область застосування, в тому числі в машинобудуванні, атомній енергетиці, наноелектроніці. Наведені приклади прояву розмірних ефектів при формуванні властивостей наноматеріалів.
Розкрито основи сучасних технологій вирощування тонких плівок, квантово-розмірних шарів, квантових ниток і точок, фулеренів і вуглецевих нанотрубок. Охарактеризовано принципи епітаксії, визначено основні режими гетероепітаксійного росту. Обгрунтовано можливості використання процесів самоорганізації для формування систем квантових ниток і точок. Розглянуто фізичні властивості дво-, одно- і нульвимірних квантових напівпровідників і вуглецевих структур, питання розмірного квантування й умови спостереження квантово-розмірних явищ.
Статті, доповіді
У статті проведений аналіз поняття нанотехнологій, позитивних і негативних сторін впровадження нанотехнологій, умов розвитку цих технологій в Україні. Розглянуто стан виконання державної цільової науково-технічної програми з нанотехнологій, проблеми розвитку та поширення нанотехнологій, наведені приклади підприємств України, які мають нанотехнологічні виробництва. Поставлене питання осмислення перспектив нанотехнологій для розвитку суспільства.
Проаналізовано дані літератури і результати власних досліджень з нанонауки, нанотехнологій, наномедицини. Встановлено три етапи наукових досліджень цього напряму. Проаналізовано кількість публікацій з нанонауки, нанотехнологій, наномедицини, нанобіотехнологій, наноелектроніки, нанобіології, нанофізіології, нанотоксикології. В лабораторії електронно-променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона та Національного медичного університету розроблена технологія одержання наночастинок оксидів срібла і міді та їх композитів. Встановлено, що наночастинки оксидів міді та срібла виявляють більш виражену протимікробну дію, ніж оксиди даних металів звичайних розмірів. Науковці світу приділяють значно менше уваги проведенню досліджень з нанофізіотерапії, нанофармації, впровадженню наноматеріалів при реабілітації хворих та лікуванні різних захворювань.
Провідні вчені прогнозують, що широке впровадження нанотехнологій у виробничу діяльність людини стане своєрідною нанореволюцією ХХІ століття. Зважаючи на таку перспективу, вітчизняні науковці активно зайнялися питаннями нанонауки та створення нанотехнологій. Про це, зокрема, свідчить швидкий розвиток таких напрямів, як наноелектроніка, наномедицина, нанофармакологія, нанобіологія, наноприлади і нанопрепарати. Практичні розробки вже застосовано в досить широкій сфері — електроніці, інформаційних технологіях, медицині, фармакології, фармації, сільському господарстві, авіації, космонавтиці, військовій справі, мікрохвильовій техніці, сонячних батареях, радіозв’язку, радіології і радіонавігації, молекулярній біології, медичних технологіях, екологічному моніторингу тощо.
Проаналізовано директивні документи ЄС щодо політики в сфері нанонауки та нанотехнологій. На прикладі Німеччини продемонстровано державну підтримку розвитку національної наноіндустрії та її результати, оцінено коло інституцій, технологічні напрями досліджень і галузі економіки, на інноваційні потреби яких вони орієнтовані. Визначено установи НАН України, чиї нанотехнологічні інноваційні продукти зорієнтовані на національне господарство, виявлено диспропорції у державному замовленні на підготовку спеціалістів, здатних генерувати нові знання, продукувати, адаптувати та використовувати передові технології. Встановлено найбільш затребувані бізнесом сектори нанонауки. Запропоновано авторське бачення ключових орієнтирів державної підтримки розвитку нанонауки та нанотехнологій в Україні: розвиток фундаментальних знань, активізація технологічних інновацій та їхня комерціалізація, дотриманням соціальної відповідальності в процесі розвитку нанотехнологій.
Представлено стислий огляд літератури в галузі визначення і класифікації направлень нанотехнологій, які вданий час знаходяться в процесі формування. Відзначено, що єдиного узгодженого варіанту, який утворював би підставу для побудови відповідних класифікацій, поки не існує. Виділено сім основних напрямків нанотехнологій: наноматеріали наноелектроніка, нанофотоніка, нанобіотехнології, наномедицина, наноінструменти (нанодіагностіка), технології та спеціальне обладнання для створення і виробництва наноматеріалів та нанопристроїв.
Узагальнено досвід провідних за рівнем розбудови наноіндустрії країн щодо проведення опитувань підприємств нанотехнологічної сфери. З огляду на недосконалість вітчизняної статистичної бази та організації статистичних спостережень за розвитком нанотехнологічної сфери було проведено анкетування українських підприємств, котрі використовують і створюють нанотехнології, і його результати висвітлено у статті. Це дозволило дослідити сучасний стан сфери нанотехнологій України та визначити притаманні їй особливості. Окрім того, виокремлено та обґрунтовано проблемні аспекти вітчизняної практики статистичного спостереження нанотехнологічної діяльності підприємств в Україні.
Описані основні етапи історичного розвитку нанонауки та впровадження її в медицину. Незважаючи на свою перспективність, протягом багатьох років нанонаука, тобто вчення про частинки, розмір яких не перевищує 100 нм, залишалася емпіричною та не могла знайти свого практичного застосування. Лише наприкінці 80-х – на початку 90-х років ХХ ст., завдяки активному вивченню властивостей наночастинок, з’явилися та почали розвиватися такі наукові напрями, як наномедицина та нанофармакологія. Наразі фізичні властивості наночастинок можуть використовуватися з метою діагностики захворювань, у регенеративній медицині, для розробки лікувальних засобів пролонгованої, особливо селективної, дії. Сьогодні усі країни світу інвестують чималі кошти у розвиток нанотехнологій. Не є виключенням і Україна, де чимало наукових установ продовжує активно займатися вивченням впливу наночастинок на біологічні тканини за фізіологічних і патологічних умов та розробкою нових і модифікацією існуючих лікувальних засобів з використанням нанотехнологій.
У роботі подана як історична довідка у становленні нанонауки, так і статистичні дані друкованих робіт, починаючи з 1991 по 2008 роки. Робиться акцент на меті та завданнях цієї науки, один із аспектів якої полягає у розробці та вивченні впливу на тваринний та людський організми наноматеріалів та нанопрепаратів (лікарських засобів).
Розглянуте життя і наукову діяльність видатного американського фізика-теоретика ХХ століття, лауреата Нобелівської премії за 1963 рік за створення вчення квантової електродинаміки Річарда Філліпса Фейнмана (1918–1988), який ще в грудні 1959 р. на щорічному засіданні Американського фізичного товариства зробив доповідь-лекцію: «Внизу багато місця: запрошення увійти в нову галузь фізики», яка сьогодні вважається першою прямою вказівкою на необхідність розпочинати наукові дослідження в масштабі атомів і молекул. Пізніше японським ученим Норіо Танігучі це було названо нанотехнологіями. У роботі розкриті аспекти вивчення цієї науки в Україні на сьогоднішній час.
У статті представлені філософські роздуми про майбутнє людства. З перших прогнозів і очікувань щодо нанотехнологій, наприкінці 90-х років, є багато речей, які змінилися, але надто багато очікувань не виконано. До 2050 р. очікується, що населення перевищить 9 мільярдів чоловік. У той час, або навіть раніше, ситуація у світі може бути дуже важкою. Тому ми повинні використати всі засоби для поліпшення становища, включаючи й нанотехнологічні.
