obsah - Nanotechnologie.cz

Transkript

Pátý rámcový program evropského výzkumu
a technického rozvoje
Oborová kontaktní organizace pro průmyslový výzkum
a vývoj v České republice - Svaz průmyslu a dopravy
Oborová kontaktní organizace pro výzkum materiálů
a technologií - Česká společnost pro nové materiály a technologie
5
Výzkum nanotechnologií
a nanomateriálù v Evropì a USA
Tasilo Prnka
èervenec 2001
Svaz průmyslu a dopravy (SPD) a Česká společnost pro nové materiály a technologie
(ČSNMT) jsou řešiteli projektů programu MŠMT EUPRO, vyhlášeného na podporu integrace
českého výzkumu a vývoje do sítě evropských pracovišť.
SPD řeší projekt OK 426 „Oborová kontaktní organizace pro průmyslový výzkum a vývoj“,
ČSNMT řeší projekt OK 427 „Oborová kontaktní organizace pro výzkum materiálů a technologií“.
Obě organizace vydávají společně další příručku, v pořadí pátou, obsahující popis současné
situace výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů v Evropě a USA. Nanotechnologie jsou
významnou výzkumnou oblastí 5. Rámcového programu EU a budou prioritním výzkumným
směrem v 6. Rámcovém programu EU.
Příručka může mít mnohostranné využití. Poslouží našim výzkumným pracovištím k porovnání zaměření vlastních výzkumných prací se světovým trendem v této oblasti, může být
zdrojem inspirací pro návrhy námětů projektů, může pomoci při vyhledávání partnerských
výzkumných pracovišť v zahraničí, napomůže při upřesňování priorit výzkumu a vývoje
v připravovaném národním programu orientovaného výzkumu a vývoje a snad upozorní
vedoucí pracovníky našeho průmyslu a malých a středních podniků na nové, rychle se rozvíjející interdisciplinární odvětví, o kterém se předpokládá, že způsobí novou vědeckou a
technickou revoluci.
Ing. Karel Šperlink, CSc.
vice-president SPD
president ČSNMT
© Tasilo Prnka, 2001
© Česká společnost pro nové materiály a technologie, 2001
ISBN 80-86122-86-7
OBSAH
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
str.
Úvod ................................................................................................................................ 5
Definice ........................................................................................................................... 7
Nanotechnologie v 5. Rámcovém programu EU ............................................................ 8
6. Rámcový program EU .............................................................................................. 10
COST ............................................................................................................................ 14
EUREKA ...................................................................................................................... 16
European Scientific Foundation (ESF) ......................................................................... 17
Vědecké programy NATO (civilní výzkum) ................................................................ 18
Velká Británie ............................................................................................................... 19
Německo ....................................................................................................................... 24
Finsko ............................................................................................................................ 32
Švédsko ......................................................................................................................... 34
Francie .......................................................................................................................... 38
USA ............................................................................................................................... 45
Závěr ............................................................................................................................. 62
Literatura a Internet ...................................................................................................... 63
4
1. ÚVOD
Uplynulo již 42 let od památné přednášky laureáta Nobelovy ceny fyzika Richarda Feynmana
„There is plenty room at the bottom“ /1/, kterou přednesl na výročním zasedání American
Physical Society v California Institute of Technology (Caltech), a ve které předpověděl možnost vytváření materiálů a mechanizmů na úrovni atomů a molekul. Feynman tehdy naznačil,
že to bude možné, až bude k dispozici experimentální technika, která umožní manipulovat
s „nano“-strukturami a měřit jejich vlastnosti. V osmdesátých letech byly takové přístroje
vynalezeny. Tyto přístroje, jako např. rastrovací tunelový mikroskop (STM), mikroskop
využívající atomových sil (AFM), optický rastrovací sondový mikroskop blízkého pole
(NSOM) apod., umožňují zkoumání nanostruktur. Souběžně probíhající expanze kapacity
počítačů pak dovoluje sofistikované simulace materiálových vlastností v nanorozměrech
(1-100 nm). V současné době výzkum směřuje k aplikacím, které významně zlepší stávající
technologie. Výzkumy v oblasti ultrajemné mechaniky probíhají s cílem dosáhnout téměř
dokonalého opracování součástí, magnetických hlav a optických prvků. Výroba prášků a
krystalů v nanorozměrech může zabezpečit nová mazadla, otěruvzdorné povlaky strojních
sou-částek a katalyzátory chemických reakcí. Vědci objevují možnosti samoorganizace
základních kamenů hmoty (self-assembly) s cílem vytváření struktur chemickou syntézou,
podle vzoru biologických procesů samouspořádávání. Rovněž lékařství může v blízké
budoucnosti profitovat z nanotechnologií. Nanosenzory implantované do lidského těla mohou
např. indikovat, kdy diabetik potřebuje svoji dávku inzulínu, nebo senzory zabudované do
náramkových hodinek mohou detekovat nebezpečné množství škodlivých plynů v ovzduší a
mohou tak upozornit na možný astmatický záchvat.
Přesto lze současnou úroveň poznatků, postupů a technologií v oblasti nanotechnologií
přirovnat k situaci v elektronice, výpočetní technice a telekomunikacích koncem čtyřicátých
a na začátku padesátých let minulého století, krátce po vynálezu tranzistoru. Teprve začínáme
rozumět podstatě zákonitostí, kterými se řídí fyzikální, chemické, biologické a jiné procesy
v nanorozměrech. Vlastnosti hmoty v „nano“ měřítku nejsou totiž vždy předvídatelné na základě zkoumání ve větších rozměrech. Významné změny chování materiálů jsou způsobeny
nejen plynulou modifikací jejich charakteristických vlastností se zmenšujícími se rozměry,
ale působením jevů jako jsou např. kvantové jevy, převažující vliv povrchových jevů atd.
Jakmile bude možné řídit rozměry a tvar nanostruktur, bude rovněž možné zlepšit materiálové
vlastnosti a účinnost zařízení za hranice ležící mimo naše představy.
Nanostrukturami, které v současné době známe, jsou např. uhlíkové nanotrubice, proteiny,
DNA, jednoelektronové tranzistory, ale i prášky a vrstvy o rozměrech nanometrů. Racionální
vytváření a integrace materiálů a zařízení v nanorozměrech ohlašuje novou vědeckou a technickou revoluci, za podmínky, že objevíme a plně využijeme nám dosud neznámé principy
a zákonitosti.
V posledních deseti létech je vyvíjeno enormní úsilí v oblasti základního výzkumu, zejména v
oblasti nanoelektroniky, ale i v ostatních oblastech. Některé objevy ve fyzice, např. objev obří
magnetické rezistence ve vrstvách rozměru nanometrů (1988), vedl již za 8 let k praktickému
využití jevu při konstrukci harddisků nové generace.
Nanotechnologie je oblast výzkumu, která zahrnuje velké množství vědních disciplín jako
jsou fyzika, chemie, biologie, elektronika, inženýrství atd. Z toho vyplývá, že tato oblast
vyžaduje interdisciplinární přístup k řešení problémů.
Před deseti - patnácti léty se vědci všech vědních disciplín začali postupně s narůstající
intenzitou zaměřovat na nanotechnologie a nanomateriály. Skrytý potenciál problematiky
5
byl rozpoznán a v řadě států byly vyhlášeny výzkumné programy zaměřené na tuto oblast.
Pozadu nezůstaly ani nadnárodní aktivity, jako např. 5. Rámcový program výzkumu a vývoje
EU, program COST, programy European Scientific Foundation (ESF) atd. Prioritní orientaci
na na-notechnologie nalezneme i v tématickém zaměření 6. Rámcového programu výzkumu a
vývoje EU. Na oblast nanotechnologií a nanomateriálů je rovněž v rozsáhlé míře soustředěna
i institucionální podpora výzkumných pracovišť, vznikají sítě zaměřené na různé vědní obory
v oboru nanotechnologií, vydává se množství monografií a na oblast nanorozměrů se orientují
nově vzniklá periodika i klasické časopisy.
Předložená práce obsahuje přehled hlavních nadnárodních a vybraných národních aktivit ve
výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů v Evropě a USA.
6
2. DEFINICE
Pro účely této studie je vhodné blíže se seznámit se dvěma pojmy - nanotechnologie
a nanomateriály.
2.1. NANOTECHNOLOGIE
Definice pojmu „nanotechnologie“ se poněkud v jednotlivých programech a u různých autorů
liší. Jako první použil tohoto termínu Taniguchi v roce 1974 /2/, když popisoval výrobní
technologie a měřicí techniky, při kterých je možné dosáhnout přesností nanometrů. Dnes má
tento termín širší pojetí.
Nanotechnologie je studium a použití materiálů, zařízení a systémů o rozměrech řádově
nanometrů /3/.
Nanotechnologie je populární termín pro vytváření a využití funkčních struktur s minimálně
jedním charakteristickým rozměrem měřeným v nanometrech /4/.
Nanotechnologie si lze představit jako všezahrnující popis aktivit na úrovni atomů a molekul,
které mají uplatnění v reálném světě /5/.
Nanotechnologie je rozvíjející se obor výzkumu a vývoje zaměřený na řízení struktury materiálů v nanorozměrech (0,1 - 100 nm, alespoň v jednom rozměru). Nanotechnologie je rovněž
skupina rozvíjejících se technologií (technologie v pevném stavu, biotechnologie, chemické
technologie aj.), které metodami shora dolů (top-bottom) a zdola nahoru (bottom-up) konvergují k nanorozměrům. V současné době sestává nanotechnologie ze čtyř hlavních oblastí:
nanoelektroniky, nanomateriálů, molekulární nanotechnologie a mikroskopů pracujících
s rozlišitelností v nanometrech /6/.
Nanotechnologie je v podstatě nauka o materiálech o rozměrech nanometrů /7/.
Je třeba poznamenat, že oblast definovaná v nanometrech a zejména nové jevy, které v této
oblasti pozorujeme, je třeba odlišovat od rozměrové oblasti řádově mikrometrů a technologií,
které se v této oblasti prosazují. V USA jsou to MEMS (microelectromechanical systems)
a v Evropě mikrosystémové technologie.
2.2. NANOMATERIÁLY
Nanomateriály se vyznačují následujícími společnými znaky /8/:
a) stavebními jednotkami jsou nanočástice s definovanými vlastnostmi: rozměry, tvarem,
atomovou strukturou, krystalinitou, mezifázovým rozhraním, homogenním/heterogenním
složením a chemickým složením. Rozměry jsou limitovány v oblasti od molekul k pevným
částicím menším než 100 nm. Vlivem malých rozměrů v některých případech počet povrchových atomů převyšuje počet atomů ve vnitřním objemu.
b) tyto stavební jednotky jsou uspořádané v makroskopických multi-klastrových materiálech
s velmi různorodým topologickým pořádkem. Chemicky identické částice mohou být
těsně uspořádány a kompaktovány za vzniku hranic zrn. Částice mohou být oddělené nebo
spojené koalescencencí nebo podložkou a mohou vytvářet nanodrátky, nanotrubice, nanokompozity, keramické nebo jiné tenké filmy nebo vrstvy.
c) stavební jednotky a jejich topologie mohou sloužit pro vytváření rozměrnějších materiálů
vhodných pro technické aplikace.
Nanomateriály (nanostrukturní materiály) jsou ty, jejichž nové vlastnosti jsou určeny
charakteristickými znaky (částice, klastry, dutiny) o rozměrech mezi 1-100 nm, přinejmenším
ve dvou rozměrech /9/.
7
3. NANOTECHNOLOGIE V 5. RÁMCOVÉM
PROGRAMU EU
Struktura 5. Rámcového programu EU je popsána např. v /10/. Výzkum nanotechnologií
a nanomateriálů je podporován v tématických programech LIFE (Kvalita života a řízení
živých zdrojů), IST (Uživatelsky přátelská informační společnost) a GROWTH (Konkurenceschopnost a trvalý růst).
3.1. LIFE
Výzkum nanotechnologií je podporován v rámci klíčové aktivity KA 3 „Buněčná továrna
- The Cell Factory“. Podprogram KA 3 (3.3.1.) je zaměřen na využití buněčných a molekulárních charakteristik organismů pro nové nano- a mikrotechnologie nebo na oblasti relevantní generické aktivitě „Výzkum genomu a chorob genetického původu“. Předpokládá se,
že výzkumné aktivity budou orientovány zejména na nanobiotechnologie a studium molekul,
spojování molekul a buněk na přírodních i syntetických površích a na funkční struktury.
3.2. IST
Výzkum nanotechnologií je v programu IST podporován v rámci klíčové aktivity KA 4
„Základní technologie a infrastruktury“, v programu „Mezioborová témata - CPA“ a v generické aktivitě „Technologie pro budoucnost - FET“.
3.2.1. KLÍÈOVÁ AKTIVITA KA 4, PODPROGRAM IV.8. „MIKROELEKTRONIKA“, SMÌR IV.8.2. „MIKROELEKTRONICKÉ TECHNOLOGIE“
Směr si klade za cíl zvýšení rychlosti přenosu dat a zvýšení kapacity pamětí. Jedním z dílčích
cílů je výzkum a vývoj zařízení, technologií a materiálů v oboru nanorozměrů pro mikroelektronické technologie uvažované pro průmyslové využití za 8-12 let.
3.2.2. KLÍÈOVÁ AKTIVITA KA 4, PODPROGRAM IV.8. „MIKROELEKTRONIKA“, SMÌR IV.8.3. „OPTICKÉ A OPTOELEKTRONICKÉ
TECHNOLOGIE
Směr si klade za cíl komplexní výzkum a vývoj optických a optoelektronických systémů pro
zpracování informací, telekomunikaci, uchovávání dat, pro senzory a zobrazování a předpokládá využití i nanotechnologií.
3.2.3 KLÍÈOVÁ AKTIVITA KA 4, PODPROGRAM IV.7 „MIKROSYSTÉMY“,
SMÌR IV.7.2. „MULTIFUNKÈNÍ SYSTÉMY“
Směr je zaměřen na výzkum multifunkčních inteligentních mikro- a nanosystémů a jejich
integraci a ověření při aplikaci v reálných podmínkách.
3.2.4. PRÙØEZOVÁ AKTIVITA MEZIOBOROVÉHO PROGRAMU IST
V.1.10-CPA 10 „DALŠÍ GENERACE MIKRO- A NANOTECHNOLOGIÍ“
Je zaměřena na aplikace v oblasti vysoké integrace. Cílovými oblastmi jsou vědy o živé
přírodě, zdraví, systémy životního prostředí a komunikace.
3.2.5. GENERICKÁ AKTIVITA „TECHNOLOGIE PRO BUDOUCNOST - FET“
V rámci aktivity FET se oblasti nanotechnologií týkají dva podprogramy:
FET VI.2.1. „Nanotechnologická informační zařízení (NID)“
NID podporuje inovativní výzkum zaměřený na vývoj nových koncepcí systémů zpracování
8
informací pracujících na úrovni nanorozměrů. Sledují se tři cíle:
l
Vývoj nových architektur a konstrukcí systémů zpracování informací. Zde se očekává
využití poznatků z nauky o počítačích, biologie a neuroinformatiky.
l
Vývoj nových zařízení. Cílem je demonstrovat logické brány, paměťové buňky a jiné
elementární procesory. Předpokládá se funkční rozhraní s makroskopickým světem.
Součástí výzkumu je vývoj funkčních materiálů a struktur.
l
Vývoj nástrojů a technologií vytváření struktur s kritickými rozměry pod 10 nm.
Klíčovými otázkami jsou v tomto případě cena a možnost miniaturizace. Důraz je kladen
na koncepce a techniky mající svůj základ v organické chemii a bioinženýrství při použití
strukturování povrchu a nanomanipulaci. Do tohoto cíle patří i metody samoorganizace
a samoskládání hmoty.
FET VI.1.1 „Otevřená doména (Open Domain)“
Podporuje se dlouhodobý a vysoce rizikový výzkum, m.j. i v oboru nanotechnologií, který
není pokryt jinými aktivitami IST.
3.3. GROWTH
Výzkum nanotechnologií a nanomateriálů se v programu GROWTH podporuje v rámci
klíčové aktivity KA 1 „Inovační výrobky, procesy a organizace“ a v generických aktivitách
1 A „Materiály a technologie jejich výroby a přeměny“ a 2 A „Měření a zkoušení“.
3.3.1. KLÍÈOVÁ AKTIVITA KA 1 „MIKRO A NANOSYSTÉMY“
TRA 1.5 „Výrobky/služby“.
V rámci této aktivity se podporuje vývoj nových miniaturizovaných systémů a jejich integrace
do výrobků pokrokových mikro- a nanosoučástek.
TRA 1.6. „Stroje“.
V rámci této aktivity se podporuje vývoj nové generace strojů, výrobních zařízení
a výrobních systémů rovněž na úrovni mikro- a nanorozměrů a opracování s přesností
nanometrů.
3.3.2. GENERICKÁ AKTIVITA 1 A
V rámci této aktivity se podporuje jednak výzkum dlouhodobého charakteru směřující do
aplikací v mnoha sektorech, jednak výzkum a vývoj inovačního charakteru zaměřený na cíle
klíčových aktivit v jednotlivých tématických programech.
Bylo stanoveno pět výzkumných priorit /11/, z nichž dvě zahrnují i výzkum nanotechnologií
a nanomateriálů.
l
Priorita č. 1 „Materiálové technologie multidisciplinárního charakteru“ obsahuje i nanotechnologie jako vývoj nových materiálů na molekulární a atomové úrovni.
l
Priorita č. 2 „Pokrokové funkční materiály“ obsahuje vývoj funkčních materiálů na
úrov-ni nanometrů (materiály pro elektroniku, displeje, nelineární optické komponenty,
magnetické a optické materiály, včetně supravodičů, materiály pro senzory, biomateriály,
včetně materiálů se zlepšenou kompatibilitou pro implantáty a biosenzory apod.).
3.3.3. GENERICKÁ AKTIVITA 2 A
Projekty v oborech měření, zobrazování a analýzy v oblasti nanometrů je možné podávat
v podprogramech 6.1.3. „Výzkum přístrojů pro zlepšení kvality“ a 6.2.3. „Metody měření
a zkoušení na podporu kvality“.
9
4. NANOTECHNOLOGIE V 6. RÁMCOVÉM
PROGRAMU EU
V návaznosti na realizaci programu „Vytváření Evropského výzkumného prostoru“ /12/
navrhla Komise EU v květnu 2001 vyhlásit na období 2002-2006 6. Rámcový program
výzkumu, technického rozvoje a demonstrací. Jedna ze tří hlavních aktivit - „Integrovaný
výzkum“ - je rozdělena do sedmi tématických oblastí:
l
Genomika a biotechnologie pro zdraví
l
Technologie pro informační společnost
l
Nanotechnologie, inteligentní materiály, nové výrobní procesy
l
Letectví a kosmický výzkum
l
Bezpečnost potravin a zdravotní rizika
l
Trvale udržitelný vývoj a globální změny
l
Občané a vládnutí v evropské znalostní společnosti
S výzkumem nanotechnologií a nanomateriálů se uvažuje především v tématických
oblastech genomika a biotechnologie pro zdraví, technologie pro informační společnost a nanotechnologie, inteligentní materiály a nové výrobní procesy.
4.1. GENOMIKA A BIOTECHNOLOGIE PRO ZDRAVÍ
V rámci tématické oblasti se uvažuje s následujícími výzkumnými prioritami:
l
Základní poznatky a nástroje funkční genomiky
Výzkumná činnost by měla zahrnout studium intenzity uplatnění (exprese) genů a proteomiky, strukturální genomiku, srovnávací genomiku a genetiku populace a bioinformatiku. Výzkum by měl probíhat v nanorozměrech při studiu funkcí a interakcí proteinů,
třírozměrné struktury proteinů a makromolekul atd.
l
Aplikace genomiky a biotechnologie pro zdraví
Cílem této priority je podpora konkurenceschopnosti evropského biotechnologického
průmyslu a dosažení pokroku v biotechnologiích. Bude podporována spolupráce akademické sféry s průmyslovou (technologické základny) a inovativní výzkum genomiky
v začínajících (start-up) firmách.
l
Aplikace v lékařství a zdravotnictví
Výzkumná činnost by se měla zaměřit především na boj s rakovinou, kardiovaskulárními
chorobami a s vzácnými chorobami a rovněž na výzkum vzrůstající odolnosti patogenů
proti lékům. Další významnou oblastí je studium mozku a boj s chorobami nervového
systému a rovněž studium lidského vývoje a procesů stárnutí. Zejména v této poslední
oblasti bude výzkum probíhat rovněž studiem rozhodujících molekulárních a buněčných
činitelů, působících na procesy stárnutí.
l
Konfrontace s hlavními nakažlivými chorobami, které vedou k chudobě
Strategickým cílem této priority je konfrontace se světovým ohrožením způsobeným
třemi hlavními nakažlivými chorobami : HIV/AIDS, malárií a tuberkulózou. Předpokládá
se široce založený výzkum zahrnující rovněž základní molekulární výzkum, využití mikrobiální genetiky atd.
10
4.2. TECHNOLOGIE PRO INFORMAÈNÍ SPOLEÈNOST
V této tématické oblasti, o které se tvrdí, že přeměňuje ekonomiku a společnost, byly vybrány
následující výzkumné priority:
l
Aplikovaný výzkum informačních technologií, zaměřený na největší sociální a ekonomické problémy.
Výzkum se zaměří na techniky utajování a spolehlivosti informací, na sociální problémy (zdravotnictví, bezpečnost, mobilita, životní prostředí, ochrana kulturního dědictví
apod.), na problematiku práce a obchodu (e-business, e-goverment, elektronický a mobilní obchod, e-work systems, e-learning) a na komplexní řešení problémů ve vědě, technice,
obchodu a společnosti.
l
Komunikace a počítačová infrastruktura
Cílem této priority je upevnění evropské pozice a další vývoj v oblastech jako jsou mobilní komunikace, spotřební elektronika, softwareové technologie, komplexní distribuované
systémy apod.
l
Komponenty a mikrosystémy
Tato priorita bude zaměřena na dvě oblasti:
l
q
Mikro-, nano- a optoelektronika. Výzkum bude orientován na odhalení dalších
možností miniaturizace při výrobě CMOS (alternativní technologie výroby, nové
materiály a struktury apod.), vývoj nových a zlepšených optických, optoelektronických
a fotonických funkčních součástek, nanozařízení a zařízení využívajících možností
molekulární elektroniky.
q
Mikro- a nanotechnologie, mikrosystémy a displeje. Výzkum se zaměří na nové
aplikace a funkce vyplývající z možností multidisciplinárních interakcí (elektronika,
mechanika, chemie, biologie apod.) za použití mikro- a nanostruktur a nových
mate-riálů. Cílem je vývoj inovativních, levných a spolehlivých mikrosystémů, displejů
s vysokým rozlišením a pokrokových senzorů, včetně levných senzorů vidění a senzorů
biometrických a hmatových. Výzkumná činnost v oblasti nanozařízení a nanosystémů
se zaměří na využití základních jevů, procesů a struktur, které slibují nové a zlešené
funkce vnímání nebo ovládání, jakož i jejich integraci a výrobu.
Technologie přístupu k vědomostem a výzkum rozhraní
Cílem této priority je výzkum technologií a způsobů získávání, modelování, prezentování,
zviditelňování, interpretování a sdílení znalostí a vědomostí. Bude rovněž podporován
výzkum technologií podporujících design, vytváření, řízení a zveřejňování multimediálních informací. Další oblastí výzkumu budou inteligentní rozhraní a povrchy, včetně
senzorů rozlišujících řeč a gesta, s cílem plynulé lidské interakce s přístroji a zařízeními,
virtuálními i fyzikálními objekty. Práce se rovněž zaměří na mnohojazyčný a mnohokulturní přístup a komunikaci, s cílem umožnit časově úsporné a levné služby při osobních,
obchodních a odborných kontaktech.
4.3. NANOTECHNOLOGIE, INTELIGENTNÍ MATERIÁLY
A NOVÉ VÝROBNÍ PROCESY
Tato tématická oblast je zaměřena na podporu evropského průmyslu, před kterým stojí změna
přístupů:
- z přístupu k výrobě orientované na zdroje na výrobu orientovanou na znalosti
11
- z přístupu založeného na kvantitě na přístup založený na kvalitě
- z hromadně vyráběných výrobků na jedno použití k výrobkům pro více použití vyráběných
na zakázku
- od výrobků, technologií a služeb, které jsou charakterizovány „hmotou a hmatatelností“
k výrobkům, technologiím a službám „nehmotným“ s vyšší přidanou hodnotou.
Lze předpokládat, že uvedené změny budou doprovázeny radikálními posuny ve struktuře
průmyslu. Objeví se nové inovativní podniky se schopností k vytváření sítí, vytváření nových
hybridních technologií, kombinujících nanotechnologie, materiálové vědy, inženýrství,
informační technologie, bio- a environmentální vědy. Takový přístup si vyžádá rozsáhlou
spolu-práci napříč tradičními vědními obory. Pozornost bude zaměřena na tyto výzkumné
priority:
4.3.1. NANOTECHNOLOGIE
Nanotechnologie reprezentují nový přístup k nauce o materiálech a materiálovému inže-nýrství. Evropa má silnou pozici v nanovědách, která by měla vyústit do reálných konku-renčních
výhod evropského průmyslu. Cíl je dvojí: a) podpořit vznik evropského průmyslu založeného
na intenzivním výzkumu nanotechnologií, b) podpořit využití znalostí o nano-technologiích
ve stávajících průmyslových sektorech. Výzkum může být dlouhodobý a ris-kantní, ale musí
být zaměřen na průmyslové aplikace. Na podporu uvedeného, bude vůči velkým průmyslovým
podnikům a malým a středním podnikům, včetně začínajících, prováděna aktivní politika,
např. vytvářením silných vazeb průmyslu a výzkumu formou konsorcií. Dílčí priority:
4.3.1.1. Dlouhodobý interdisciplinární výzkum jevù a procesù
probíhajících v nanorozmìrech a vývoj výzkumných nástrojù
Výzkum bude zaměřen na: jevy v rozměrech molekul a mesorozměrů; samoorganizace materiálů a struktur; molekulární a biomolekulární mechanismy a stroje; multidisciplinární a nové
přístupy k integraci výsledků vývoje v anorganických, organických a biologických materiálech a procesech.
4.3.1.2. Nanobiotechnologie
Výzkum bude zaměřen na: lab-on-chip; rozhraní s biologickými entitami; povrchově modifikované nanočástice; pokrokové nosiče léků a další oblasti integrace nanosystémů s biologickými entitami; zpracování, manipulace a detekce biologických molekul či komplexů;
elektronickou detekci biologických entit; mikrofluidika; podporu a řízení růstu buněk na
substrátech.
4.3.1.3. Inženýrské zpùsoby vytváøení materiálù a souèástí
v nanorozmìrech
Výzkum se zaměří na: nanostrukturní slitiny a kompozity; pokrokové funkční polymerní
materiály; nanostrukturní funkční materiály.
4.3.1.4. Vývoj manipulaèních a øídících zaøízení a pøístrojù
Cílem je vývoj nové generace zařízení pro analýzu a výrobu v nanorozměrech. Základní cíl je
rozměr obrazců nebo rozlišitelnost v řádu 10 nm. Výzkum se zaměří na: různé způsoby pokrokových metod výroby v nanorozměrech (litografie, mikroskopie); převratné technologie,
metodologie nebo přístroje využívající samoorganizačních schopností hmoty; vývoj strojů o
nanorozměrech.
12
4.3.1.5. Aplikace v oblastech jako jsou - zdravotnictví, chemie,
energetika, optika a životní prostøedí
Výzkum bude zaměřen na: počítačové modelování; pokrokové výrobní technologie; vývoj
inovovaných materiálů se zlepšenými parametry.
4.3.2. INTELIGENTNÍ MATERIÁLY
V rámci výzkumné priority „Inteligentní materiály“ se předpokládá zaměření na tyto dílčí priority: výzkum základních principů, technologie související s výrobou a zpracováním nových
materiálů a inženýrská podpora vývoje materiálů.
4.3.3. NOVÉ VÝROBNÍ PROCESY
V rámci výzkumné priority „Nové výrobní procesy“ budou podporovány následující dílčí
priority: vývoj pružných a inteligentních výrobních postupů; systémový výzkum a řízení rizik;
optimalizace životních cyklů průmyslových systémů, výrobků a služeb.
13
5. COST
COST (European Cooperation in the Field of Scientific and Technical Research) je program
evropské mnohostranné spolupráce v oblasti výzkumu a vývoje se zaměřením především na
badatelský a částečně i na aplikovaný výzkum. Česká republika se stala členem programu
v roce 1993. Výzkum probíhá v současné době v 17 doménách /12/. Výzkum nanotechnologií
a nanomateriálů je podporován v akcích COST 523 „Nanostrukturní materiály“, COST 525
„Pokroková elektrokeramika-inženýrství hranic zrn“, COST 527 „Plazmové polymery a podobné materiály“, COST 528 „Vytváření tenkých vrstev z chemických roztoků“, COST P5
„Mesoskopická elektronika“, COST D11 „Supramolekulární chemie“, COST D14 „Funkční
molekulární materiály“ a COST D15 „Chemie povrchů a katalýza“.
5.1. COST 523 „NANOSTRUKTURNÍ MATERIÁLY“
Akce patří do domény „Materiály“ a je vyhlášena na období 2/1998-2/2004. Programu se
účastní 23 států, Česká republika od roku 1998. Výzkumné aktivity je možné vyjádřit matricí,
kdy na jedné straně jde o výzkum vlastností nanostrukturních materiálů (mechanické, optické,
elektronické a magnetické vlastnosti), katalýzy, čidel a fundamentálních problémů a na druhé
straně o výzkum jejich syntézy, zpracování, charakterizace, aplikace a modelování /13/.
5.2. COST 525 „POKROKOVÁ ELEKTROKERAMIKAINŽENÝRSTVÍ HRANIC ZRN“
účastní 17 států, Česká republika od roku 1999. Cílem akce je výzkum úlohy hranic zrn
v keramice pro elektroniku. Výzkum je zaměřen zejména na dielektrika, senzory, polovodičovou keramiku a iontové materiály.
5.3. COST 527 „PLAZMOVÉ POLYMERY A PODOBNÉ
MATERIÁLY“
účastní 11 států, Česká republika od roku 2000. Program je zaměřen především na polovodičové materiály. Bude prováděn společný výzkum technologie polymerizace plazmou
a budou zkoumány vlastnosti povlaků na různých substrátech.
5.4. COST 528 „VYTVÁØENÍ TENKÝCH VRSTEV
CHEMICKÝCH ROZTOKÙ“
účastní 16 států. Česká republika se účastní od 5/2001.
5.5. COST P5 „ MESOSKOPICKÁ ELEKTRONIKA“
Akce patří do domény „Fyzika“ a je vyhlášena na období 10/1998-10/2002. Programu se
účastní 16 států, Česká republika od roku 2000. Cílem programu je detailní porozumění
mesoskopické elektronice, tj. zejména pohybu elektronů v zařízeních či obvodech v rozměrové oblasti, kde jevy jsou popisovány jak zákony fyziky pevné fáze, tak zákony kvantové
mechaniky. Hlavními nástroji zkoumání je pokroková litografie a samoorganizace nanostruktur v anorganických, organických i biologických materiálech.
14
5.6. COST D11 „SUPRAMOLEKULÁRNÍ CHEMIE“
Akce patří do domény „Chemie“ a je vyhlášena na období 1/1998-1/2003. Programu se
účastní 20 států, Česká republika od roku 2000. Cílem programu je syntéza nových supramolekulárních struktur, supramolekulární reaktivita a katalýza, samoorganizace supramolekul
atp.
5.7. COST D14 „FUNKÈNÍ MOLEKULÁRNÍ MATERIÁLY“
Akce patří do domény „Chemie“ a je vyhlášena na období 1/1999-1/2004. Programu se účastní
18 států, Česká republika od roku 1999. Cílem programu je výzkum a vývoj nových funkčních
molekulárních a supramolekulárních systémů, vývoj metod a nástrojů pro zkoumání, charakterizování systémů a manipulování.
5.8. COST D15 „CHEMIE POVRCHÙ A KATALÝZA“
Akce patří do domény „Chemie“ a je vyhlášena na období 11/1998-11/2003. Programu
se účastní 20 států, Česká republika od roku 1999. Program je interdisciplinární a spojuje
specialisty z fyziky, chemie i inženýrství. Cílem je vyvinout nové materiály s předem zvolenými vlastnostmi, nové metody heterogenní katalýzy, nové koloidní systémy a nové metody
charakterizace povrchů a mezifázových rozhraní s atomovou a molekulovou rozlišitelností.
Předmětem zkoumání jsou vztahy mezi strukturou a složením povrchů/rozhraní a jejich chemicko-fyzikálními vlastnostmi a manipulační technologie atom-atom a molekula-molekula pro
syntézu nanomateriálů.
15
6. EUREKA
Program EUREKA - Evropská spolupráce v oblasti aplikovaného a průmyslového výzkumu
a vývoje - podporuje spolupráci mezi průmyslovými podniky, výzkumnými ústavy a vysokými školami. V současné době sdružuje 29 evropských států, včetně České republiky. Při
navrhování projektů se používá způsobu bottom-up /14/. Tématické zaměření projektů není
v zásadě omezeno a vyplývá z 9 prioritních směrů: informační technologie, životní prostředí,
biotechnologie a technologie zdravotnictví, nové materiály, robotika a automatizace výroby,
komunikační technologie, lasery, doprava a energetika. Prozatím byly za dobu existence
programu EUREKA navrženy a řešeny pouze dva projekty, které odpovídají definici nanotechnologií a nanomateriálů /15/:
E! 1247 INCERT - Vývoj nového typu nanokompozitní keramiky pro řezné nástroje. Projekt
byl řešen v období 7/1995-6/1999 dvěma německými a jednou švédskou organizací.
E! 1538 LUBRIMAT - Vývoj metody vytváření vrstvených kovových dichalkogenidů pro
nová maziva, nanokrystalické materiály a povlaky. Projekt byl řešen v období 1/1996-1/2000
několika ruskými a dvěma belgickými organizacemi.
16
7. EUROPEAN SCIENTIFIC FOUNDATION (ESF)
Evropská vědecká nadace, založená v roce 1974, je neziskovou asociací 67 členských organizací z 24 evropských států, které ve svých zemích podporují badatelský výzkum /16/.
Jejím cílem je podporovat vědeckou činnost v Evropě různými formami: pořádáním specializovaných workshopů, vytvářením dočasně působících sítí zaměřených na jeden vědecký
problém, pořádání konferencí EURESCO, vyhlašováním 3-5 letých vědeckých programů atd.
ESF podporuje aktivity v pěti vědních oblastech: fyzikální a inženýrské vědy, lékařské vědy,
vědy o živé přírodě, životním prostředí a zemi, klasické jazyky a literatura a sociální vědy.
Z oblasti nanotechnologií a nanomateriálů se podporují v současné době následující aktivity
(mimo konference a workshopy):
7.1. VÌDECKÉ SÍTÌ
Field Emmision Technologies (FET). Činnost této sítě byla zahájena v 6/1999 a potrvá do
6/2002. Společným cílem účastníků sítě je studium, výzkum a vývoj vyzařovačů polí různého
charakteru pro různé účely, např. při výrobě plochých obrazovek, pro elektronovou mikroskopii s ultra vysokou rozlišovací schopností, pro ovlivňování růstu nanostruktur, pro nové
senzory pro obor nanostruktur apod.
Field-resposive polymers, composite organic materials and gels with controlled supramolecular structure (RespoMat). Činnost této sítě byla zahájena v 10/1998 a potrvá do
12/2001. Společným cílem účastníků sítě je studium a výzkum tzv. inteligentních polymerních materiálů, které jsou jedním z nejslibnějších materiálů 21. století.
7.2. VÌDECKÉ PROGRAMY
Nanomagnetism and growth processes on vicinal surfaces (NANOMAG). Program byl
vyhlášen na období 1998-2001 a jeden z jeho cílů je výměna zkušeností účastnících se
vědec-kých týmů s přípravou a charakterizací magnetických filmů a samoorganizujícími
se nano-strukturami. Dále se provádí zviditelňování magnetických domén, vytváření teorií
nanomagnetizmu atd.
Molecular Magnets (MM). Program byl vyhlášen na období 1998-2002. Je to transdisciplinární program zaměřený na syntézu a studium multifunkčních vlastností molekulárních
magnetů (anorganických, organických, hybridních ).
Structuring Manipulation, Analysis and Reactive Transformation of Nanostructures
(SMARTON). Program byl vyhlášen na období 1998-2002 s cíli: vývoj nových supramolekulárních systémů, studium hnacích sil, které působí při samoorganizaci nanostruktur ve
dvou a třech dimenzích, vývoj metod a nástrojů pro zkoumání, charakterizování a manipulaci
s těmito strukturami.
17
8. VÌDECKÉ PROGRAMY NATO (CIVILNÍ VÝZKUM)
Vědecké programy NATO nabízejí podporu mezinárodní spolupráce mezi vědeckými pracovníky zemí EAPC (Přátelství pro mír). Podobná podpora mezi pracovníky zemí NATO
není nabízena. Česká republika, jako členský stát NATO, má do konce roku 2001 výjimku
a její vědečtí pracovníci se do této doby mohou programů účastnit. Koncem roku 2001 bude
posouzena možnost prodloužení této výjimky. Vědecký program NATO zahrnuje následující
aktivity: dlouhodobé studium v zahraničí, vědecké stáže, pořádání workshopů, vyhlašování
grantů, podporu výzkumné infrastruktury a podprogram „Věda pro mír“ /17,18/.
8.1. COLLABORATIVE LINKAGE GRANTS
V současné době je řešena ve čtyřech vědeckých oblastech (fyzikální a inženýrské vědy
a technologie, vědy o živé přírodě, vědy o životním prostředí a zemi, civilní vědy a technologie zaměřené na otázky bezpečnosti) řada projektů, z nichž některé jsou orientovány na
nano-technologie a nanomateriály, např.:
Optical and Electronic Properties of Nanoscale Systems.
L. Jacek, Wroclaw (PL), T.Fromhold, Nottingham (GB)
Investigation of the Generation and Formation of Clusters by Sputtering.
N. Džemilev, Taškent (Tadžikistan), A. Wucher, Essen (D)
Luminescent II-VI Semiconductor Nanocrystals/Conducting Polymer Composites.
N. Geponik, Minsk (Bělorusko), A. Eychmüller, Hamburg (D)
Electrode States and Charge Transport in Nanocrystalline Titanium Dioxide.
P. Kaškarov, Moskva (RU), F. Koch, Mnichov (D), V. Pazchulik, Valencia (ESP), J.
Rappich, Berlin (D), J. Gajovorovskij, Kiev (UA)
Self-Assembly of Complex Carbon Nanotube Networks.
W.Kozlowski, Warszawa (PL), A.Messager, Marseille (F)
Semiconductor Nanocrystals as Efficient Fluorescent Labels: Synthesis,
Bioconjugation and Immunological Applications
I. Kudelina, Moskva (RU), I. R. Nabiev, Reims (F), I. Bronstein, York (GB), M. Artěmjev,
Minsk (Bělorusko)
8.2. SCIENCE FOR PEACE
Podporují se zejména projekty o trvání 3-5 let, které mají určitý potenciál pro komercializaci výsledků. Mezi řešenými projekty jsou některé zaměřeny na nanotechnologie a nanomateriály, např.:
High Melting Point Nanocrystalline Composites: The Material of the New Millenium
V. V. Skorochod, Kiev (UA), V. D. Krstic, Kingson (CAN)
Development of Zirconia Based Nanomaterials for Applications Using Electrochemical
and Mechanical Properties
R. Piticescu, Bucharest (RO), C. Monty, Fort Romeu (F)
Alumina-Based Nano/Microcomposite Cutting Tool for High Speed Metal Cutting
P. Šajgalík, Bratislava (SK), F. Riley, Leeds (GB)
Magnetic Nanocomposites for Transformer Cores and Magnetic Refrigeration
L. Varga, Budapest (H), P. Marin, Madrid (ESP)
18
9. VELKÁ BRITÁNIE
Velká Británie patří k zemím s velkou podporou výzkumu a vývoje (2,0-2,2 % HDP). Na
podpoře se podílí jak státní, tak soukromý sektor /19/. V roce 1993 bylo na podporu výzkumu
a postgraduálního studia z veřejných prostředků založeno královským výnosem sedm výzkumných rad, jejichž činnost je řízena prostřednictvím Úřadu pro vědu a techniku (OTA)
Ministerstvem obchodu a průmyslu (MTI). Jsou to:
l
EPSRC - Rada pro výzkum fyzikálních a technických věd
l
PPARC - Rada pro výzkum fyziky částic a astronomický výzkum
l
BBSRC - Rada pro výzkum biotechnologie a biologické vědy
l
MCR - Rada pro lékařský výzkum
l
NERC - Rada pro výzkum životního prostředí
l
ESRC - Rada pro ekonomický a sociální výzkum
l
CCLRC - Rada pro centrální laboratoře výzkumných rad
V roce 1980 se rozhodla tehdejší Rada pro vědecký a technický výzkum založit na univerzitách řadu velkých výzkumných center, známých jako IRC (Interdisciplinary Research
Centre). Centra jsou podporována z rozpočtu výše uvedených Rad.
Největší část rozpočtu na výzkum a vývoj (35-38%) rozděluje Ministerstvo obrany (MOD),
které řídí největší výzkumnou organizaci ve Velké Británii - DERA. Ta má být v průběhu
roku 2001 částečně zprivatizována.
Dalšími zdroji podpory výzkumu jsou různé nadace, např. lékařský výzkum podporuje
Wellcome Trust a Imperial Cancer Research Fund.
Na podporu rizikového výzkumu byl založen grantový systém ROPA (Realising Our Potential
Award) a na podporu spolupráce akademické a výzkumné sféry s průmyslem byl založen
program LINK.
Pro systematické a kontinuální prognózování budoucího vývoje byl v roce 1993 zahájen program FORESIGHT, kterého se účastní experti ze všech oborů a oblastí.
Výzkum nanotechnologií a nanomateriálů má ve Velké Británii již určitou tradici. Např.
program „Nanotechnology“ byl vyhlášen EPSRC na léta 1989-1995 s částkou 2,3 mil.
GBP, program „Scanning Probe Microscopy“ na léta 1993-1998 s částkou 6,0 mil. GBP a
v rámci programu LINK probíhal v létech 1987-1994 program „Nanotechnology“ dotovaný
částkou 13 mil. GBP společně EPRSC a MTI /20/. Po ukončení těchto programů nebyly
další programy adresované nanotechnologiím vyhlašovány. Vycházelo se z předpokladu,
že nová oblast výzkumu je již dostatečně iniciována, takže navrhované projekty mohou být
zařazovány do programů klasických vědních disciplin jako jsou fyzika, chemie, biologie, inženýrství atd. /21/. Svědčí o tom skutečnost, že na 24 britských univerzitách se ve většině ústavů
orientovaných na materiálový, chemický a biologický výzkum začaly provádět výzkumy nanotechnologií a nanomateriálů. V University of Birmingham, School of Physics and Astronomy, byla zřízena Nanoscale Physics Research Laboratory, která se zaměřuje na tři oblasti:
fyziku a aplikaci nanoklastrů, modifikací povrchů na atomové úrovni a vytváření senzorů
a zařízení o rozměrech nanometrů /22/. V Cranfield University, School of Industrial and Manufacturing Science, Advanced Materials Department, pracuje již od roku 1994 Nanotechnology Group, která se v současné době orientuje na feroelektrickou keramiku, prášky a kompozity, depozici feroelektrických tenkých a tlustých vrstev, piezoelektrické ultrazvukové
19
motory a tepelné infračervené pyroelektrické detektory /23/. V University of Cambridge,
Department of Materials Science and Metallurgy se řeší řada projektů z oblasti nanomateriálů,
podporovaných nejen EPSRC, ale i ze zahraničí /24/:
l
Ni-based Nanophase Composites
l
Transformations in Nanocrystalline Alloys
l
Electron Beam Nanolithography and the Fabrication of Quantum Dots and Wires
l
Using Nanostructures to Sequence DNA
l
Focused Ion Beam Processing of Materials
l
Preparation of Carbon Nanotubes
l
Nanostructured Magnetic Devices
l
Relationship between Interfacial Structure and Mechanical Properties in Nanostructured
Materials
l
Measuring the Composition of Materials at the Nanometre Level
V University of Cambridge, School of Physical Sciences, Cavendish Laboratory, se provádí
výzkum v oblasti nanooptoelektroniky, polovodičové fyziky, magnetizmu povrchových
vrstev atd. /25/.
V nedávné době byla EPSRC, dalšími Radami a Ministerstvem obrany iniciována aktivita,
která má za cíl opět zvýšit úroveň výzkumu v nanotechnologiích /26/. V polovině roku 2000
bylo vyhlášeno výběrové řízení na založení dvou IRC (Interdisciplinary Research Centre)
v oboru nanotechnologií, přičemž jedno by se mělo zaměřit především bio-nanotechnologie.
Cílem je výzkum v následujících disciplinách:
l
Extrémní nanotechnologie (self-assembly, molekulární manipulace, jednomolekulová
zařízení a supramolekulové systémy)
l
Nanofabrication (litografie elektronovým paprskem a další možné techniky)
l
Metrologie (schopnost měřit s přesností nanometrů)
l
Nanostrukturní materiály (nanokompozity, fullereny, nanotrubice, tenké filmy, fotonická
krystalová vlákna a mřížky)
l
Funkční nanotechnologie (nanoelektronika/fotonika/bioelektronika, dodávání léků)
l
Nanomechanická zařízení (s cílem překonat stávající možnosti MEMS)
l
Molekulární nanotechnologie (biologické molekuly, membrány, identifikace molekul,
senzory)
l
Nanoklastry (včetně technologie částic)
Z výběrového řízení vyšly vítězně dvě konsorcia: Oxford University (spolupráce s University
of Glasgow, University of York a National Institute for Medical Research) se zaměřením
na bionanotechnologie a University of Cambridge (spolupráce s University College London
a University of Bristol) se zaměřením na „čisté“ nanotechnologie.
Pod tlakem skutečnosti, že úsilí směřující k miniaturizaci nabývá stále větších dimenzí, vydal
Materiálový panel programu FORESIGHT dva dokumenty, které upozorňují na možnosti nanotechnologií a nezbytnost jejich dlouhodobě podporovaného výzkumu:
„Opportunities for Industry in the Application of Nanotechnology“ - dokument zpracovaný The Institute of Nanotechnology /27/ detailně mapuje možnosti nanotechnologií ve
všech oblastech.
„Materials Shaping our Society“ /28/ - v dokumentu se doporučuje dlouhodobá orientace
20
britské vědy a výzkumu na oblast nanotechnologií a upozorňuje se na nebezpečí zaostávání
ve srovnání s USA a Japonskem i některými státy EU. Tento dokument byl základem pro
zvýšenou aktivitu institucí podporujících vědu a výzkum z veřejných prostředků - viz např.
vytvoření dvou nových center pro nanotechnologie.
9.1. EPSRC
Posláním EPSRC je podporovat všemi prostředky vysoce kvalitní základní, strategický a aplikovaný výzkum a odpovídající postgraduální vzdělávání v inženýrských a fyzikálních vědách,
zajišťovat poradenství a rozšiřovat a popularizovat výsledky výzkumu a vývoje.
Formy podpory: programy, IRC, vzdělávání, velká zařízení a vytváření sítí.
9.1.1. PROGRAMY
Programy EPSRC jsou rozděleny do tří oblastí:
l
Inženýrství (všeobecné inženýrství, inženýrství pro infrastrukturu, životní prostředí a péči
o zdraví, výrobní inženýrství)
l
Vědecké programy (chemie, fyzika, matematika)
l
Technologické programy (informační technologie a nauka o počítačích, materiály)
V roce 2000 podporovala EPRSC 6310 projektů, nejvíce v programech všeobecné inženýrství
- 1256, informační technologie a nauka o počítačích - 1082, chemie - 911, materiály - 911 atd.
Celková částka podpory činila 1,1 mld. GBP. Projekty jsou vyhlašovány na dobu 3 let.
1. Program „Materiály“ je rozdělen do 27 podprogramů (pokroková magnetika, keramika,
kompozity, displeje, elektronické materiály, přístrojové vybavení a zařízení, Faraday,
funk-ční materiály-ROPA, inovativní syntéza polymerů, iontové materiály, magnetické
materiály, Mat-iniciativa „Zařízení“, Mat-Foresight, rozhraní materiály/chemie, kovy, mikrostrukturní fotonické materiály, zařízení mnohonásobného využití, nanotechnologie, vývoj
nových zařízení, fotonické materiály, polymery, výroba funkčních materiálů, výroba strukturních materiálů, rastrovací sondová mikroskopie (SPM), senzory, strukturní materiályROPA, supravodivost). 911 projektů bylo dotováno částkou 150 mil. GBP.
Portfolio programu „Materiály“ obsahuje řadu projektů, jež svým charakterem spadají do
definice nanotechnologie a nanostrukturní materiály. Např.:
- Teorie a experimenty v extrémní nanotechnologii (62,8 tis. GBP)
- Fyzika a technologie 3D nanostruktur a zařízení (3 mil. GBP)
- Pokrokové studium nanostruktury funkčních a strukturních materiálů (1,3 mil. GBP)
- Vysokovýkonný elektronový mikroskop pro charakterizování nových nanostrukturních
materiálů (1,15 mil. GBP)
- Rastrovací tunelová spektroskopie struktur o rozměrech nanometrů (201 tis. GBP)
2. Program „Fyzika“ je rozdělen do 14 podprogramů (např. pokrokové magnety, atomová
a molekulární fyzika, fyzika pevné fáze, nukleární fyzika, fyzika pro zdraví, plazma, kvantové tekutiny a magnetismus aj.). 540 projektů bylo dotováno částkou 151 mil. GBP.
Portfolio programu „Fyzika“ obsahuje i projekty z oblasti nanotechnologií. Např.:
21
- Samoorganizace krystalitů o rozměrech nanometrů (60 tis. GBP)
- Teorie optických a kinetických vlastností uhlíkových nanotrubic (193 tis. GBP)
- Rastrovací mikroskopie s Hallovou sondou feromagnetických filmů a nanostruktur (194
tis. GBP)
- Spektroskopie blízkého pole v polovodičových nanostrukturách (227 tis. GBP)
- Optická rastrovací sondová mikroskopie v meso a nanorozměrech (189 tis. GBP)
- Základní vlastnosti povrchů quasikrystalů (302 tis. GBP)
- Nové nanofázové směsné slitiny Fe-B- KVZ pro tvrdé magnety (179 tis. GBP)
3. Program „Chemie“ je rozdělen do 15 podprogramů (např. analytická věda, katalýza,
vývoj chemických přístrojů, anorganická syntéza, organická syntéza a biologická chemie,
mechanismy reakcí, struktura a vazby apod.). 911 projektů bylo dotováno částkou 141 mil.
GBP. Portfolio programu „Chemie“ obsahuje i projekty z oblasti nanotechnologií. Např.:
- Laboratoř na čipu (1,35 mil. GBP)
- Studium anelastického neutronového rozptylu v magnetech o nanorozměrech (71 tis.
GBP)
- Nové fulleridy-studium difrakce prášků (171 tis. GBP)
- Samoorganizující se nanostruktury v zlatých a stříbrných částicích (169 tis. GBP)
- Elektrochemie povrchu niklu - aspekty v nanorozměrech (406 tis. GBP)
9.1.2. SÍTÌ
Vytváření sítí spojujících jednotlivé vědecké a výzkumné pracovníky je účinným nástrojem
pro dosažení spolupráce specialistů z různých institucí. Spolupráce vede k synergickému
efektu, koordinaci prací a efektivnímu vynakládání státních prostředků. EPSRC finančně
podporuje nyní celkem 40 materiálově orientovaných sítí. Specielně na nanotechnologie je
zaměřeno 6 sítí:
- Výzkumná siť pro nanooptickou mikroskopii
- Síť pro nanostruktury ve vědě o živé přírodě a ve fyzice
- Teorie a experimenty v extrémní nanotechnologii - rastrovací sondová mikroskopie
- Nanonástroje v biomedicíně
- Síť pro nanomagnetismus (klastry, částice, zrna)
- Síť pro nanometrologii
9.2 BBSCR
BBSCR podporuje výzkum a vývoj v sedmi oblastech vědy:
l
Bezpečnost a kvalita potravin (primární produkce, výroba, uskladňování, distribuce)
l
Biochemie a biologie buněk (mikroorganismy, rostliny, živočichové)
l
Biomolekulární vědy (studium rozhraní mezi biologií a chemií na molekulární úrovni)
l
Inženýrské a biologické systémy (podpora interdisciplinárního a multidisciplinárního
přístupu při zkoumání základních problémů biologických systémů s cílem oslovit potenciální uživatele biotechnologií, diagnostiky, zdravotní péče, výrobce přístrojů a léčiv)
22
Geny a vývojová biologie (studium základních zákonů genetiky, genových funkcí všech
organismů, studium vývojových mechanismů živočichů, rostlin a modelových mikrobů,
včetně hub)
l
Vědy o rostlinách a mikrorganismech (studium základních funkcí mikroorganismů - rostliny, houby, bakterie, viry)
Pro řízení procesu výběru projektů byly ustaveny v jednotlivých oblastech výbory, které též
operativně (každoročně) určují tématické okruhy a priority.
l
9.2.1. INŽENÝRSTVÍ A BIOLOGICKÉ SYSTÉMY (EBS)
Činnost v této oblasti je koordinována s dalšími Radami (EPSRC, NERC, MRC), protože
hranice mezi jednotlivými vědními disciplinami je difúzní. V roce 2001 jsou podporovány
projekty, které spadají do některého z 9 témat, nebo do některé ze 6 priorit. Jako vybrané téma
i jako priorita byl vybrán směr „Biologické aspekty nanotechnologie“ /29/. Podporovány
jsou návrhy projektů odpovídající následujícím oblastem:
- chemie povrchů (biomolekulární metody vytváření obrazců, metody imobilizace apod.)
- skládání molekul a příprava nanostruktur (biologický vývoj tkání, příprava dvou a
třídimenzních struktur biomolekul, molekulární motory)
- aplikace vysoce uspořádaných biomolekulárních systémů v elektronice, mechanických
a optických zařízeních)
- teoretické modelování a simulace biologických aspektů v nanotechnologii
Příklady v současné době řešených projektů z oboru nanotechnologií:
- Syntéza kostní tkáně in vitro (166 tis. GBP)
- Nanofabrikace proteinových vláken a matric samoskládáním peptidů (208 tis. GBP)
- Sestavování nanočásticových systémů dopravy léčivých látek použitím nových funkčních
kopolymerů (65 tis. GBP)
- Studium biomolekulárních a biolékařských systémů optickou rastrovací sondovou mikroskopií blízkého pole (150 tis. GBP)
Projekty z oblasti nanotechnologií zařazují do svých programů i NERC a MCR.
10. NÌMECKO
23
Podpora výzkumu a vývoje v Německu se pohybuje okolo cca 2,4 % HDP ročně. Oblast výzkumu a vývoje lze v Německu rozdělit na dva sektory: sektor, který výzkum provádí a sektor,
který výzkum financuje.
Výzkum se provádí na vysokých školách, ve státních a soukromých neziskových organizacích
a v hospodářské oblasti (průmysl, zemědělství, doprava, zdravotnictví, služby atd.). Na celkových hrubých nákladech na výzkum a vývoj se výzkum na vysokých školách podílí cca 20 %
(z toho je věnováno na výzkum v oblasti přírodních věd 28 %, medicíně 26 %, v technických
vědách 19 % atd.), ve státních a soukromých neziskových organizacích 15 % (z toho 36 %
spotřebovávají tzv. „Velká zařízení“). V hospodářské oblasti se jednotlivé organizace podílejí
na podílovém financování projektů a podporují se vlastní výzkumné a vývojové ústavy, např.
působící u velkých společností (Bayer, Siemens, Thyssen-Krupp apod.)
V oblasti státních a soukromých neziskových organizací působí výzkumná zařízení na
úrovní jednotlivých spolkových zemí či regionů a rezortní ústavy (např. Bundesanstalt für
Materialforschung und - prüfung (BAM), Berlin a Physikalisch-technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, dále „Velká zařízení“ (Grossforschungseinrichtungen-GFE),
Max-Planck-Gesellschaft-MPG, Fraunhofer-Gesellschaft-FhG, ústavy „Blaue-Liste“BLE, Akademie věd a některá soukromá zařízení (musea, knihovny atd.).
Pokud se týká sektoru, který výzkum financuje, z cca 60 % podporuje výzkum a vývoj oblast
hospodářství (soukromý sektor), z 38 % stát a spolkové země a 2 % prostředků přichází ze
zahraničí.
Rozhodující část veřejných prostředků rozděluje Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), a to formou institucionální podpory, prostřednictvím programů (veřejné
soutěže) a dalšími formami. BMBF též financuje Deutsche Forschungsgemeinschaft
(DFG), která podporuje základní výzkum. Výzkum v oblasti energie a letecké dopravy je
podporován Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWI). V Německu působí
rovněž řada soukromých nadací podporujících výzkum, např. nadace Volkswagen, nadace
Alexandra von Humboldta a další instituce.
10.1. DFG
DFG je centrální veřejná organizace podporující základní výzkum na vysokých školách a neuniverzitních výzkumných ústavech /30/. V roce 2000 bylo rozděleno 3,1 mld. DEM. Formami podpory jsou: individuální granty, stáže, prioritní programy, vytváření výzkumných
skupin, výzkumná centra, vědecká ocenění apod. Při vyhledávání námětů projektů (grantů) se
používá způsobu bottom up.
10.1.1. INDIVIDUÁLNÍ GRANTY
Přibližně 40 % prostředků je věnováno na podporu individuálních grantů, které obvykle mají
dobu trvání 2-3 roky.Vědní oblasti jsou rozděleny do 5 skupin: filosofie, přírodní vědy, biologie a medicína a technické vědy. Přírodní vědy se dělí na vědy o zemi, chemii, fyziku, matematiku a hydrologii a vodní hospodářství. Technické vědy se dělí na všeobecné inženýrství,
architekturu, stavbu měst a územní plánování, stavebnictví, hornictví a hutnictví, elektrotechniku, informatiku, strojírenství a výrobní technologie, strojírenství a strojírenský průmysl.
Jednotlivé skupiny se dále dělí na podskupiny, např. skupina „Všeobecné inženýrství“ se dělí
na podskupiny: vlastnosti a mechanika kovů, vlastnosti a mechanika nekovových materiálů,
vlastnosti a mechanika plastů, měřicí technika, regulační technika a mikro a jemnomechanika.
24
V rámci této struktury se mohou podávat návrhy grantů, které svým charakterem odpovídají
definicím nanotechnologií a nanomateriálů.
10.1.2. PRIORITNÍ PROGRAMY
Pro podporu celostátní spolupráce se vyhlašují šestileté prioritní programy, které mohou být
i mezinárodní. Prioritním programům je věnováno asi 14 % prostředků DFG. Programy jsou
rozděleny na čtyři skupiny: filosofie a sociální vědy, vědy o živé přírodě, přírodní vědy a
technické vědy. V současné době jsou na oblast nanotechnologií zaměřeny tyto prioritní
programy:
- Molekulární motory (od roku 1999) - Medizinische Hochschule Hannover
- Nanostrukturní systémy host-hostitel (od roku 1995) - Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
- Základy elektrochemické nanotechnologie (od roku 1996) - TU München
- Polovodičové a kovové klastry jako základní kameny organizovaných struktur (od roku
1999) -Universität Essen
10.1.3. VÝZKUMNÉ SKUPINY
Výzkumné skupiny se vytvářejí na podporu spolupráce mezi vysoce kvalifikovanými výzkumníky v jedné (zřídka ve více) instituci ve vědecky nejslibnějších oblastech. Doba trvání
skupiny je šest roků. Výzkumné skupiny jsou rozděleny stejně jako prioritní programy. V
současné době jsou na oblast nanotechnologií zaměřeny tyto výzkumné skupiny:
- Chemické a fyzikální podmínky nukleace, růstu a laterálního strukturování vrstev o nanometrových rozměrech (od roku 1995) - Universität Bielefeld
- Nanostrukturované funkční prvky v makrosystémech (od 1999) - TU Dresden
- Nanostruktury feromagnet-polovodič: magnetické a elektronické vlastnosti (od roku 1999)
- Universität Regensburg
10.1.4. VÝZKUMNÁ CENTRA
Program „Výzkumná centra“ je určen k podpoře dlouhodobé spolupráce universit a sousedících akademických výzkumných organizací. Tento program je dotován každoročně ve výši
cca 26 % rozpočtu DFG. Výzkumná centra se vytváří na 12 let. Na oblast nanotechnologií
jsou zaměřena tato výzkumná centra:
- Kovové tenké filmy: struktura, magnetismus a elektronické vlastnosti - Saarbrücken
- Molekuly ve vzájemném působení s povrchy - Leipzig
- Nanometrové polovodičové prvky - München
- II-VI polovodiče: mechanismy růstu, struktury o malých rozměrech a hranice - Würzburg
- Struktura a dynamika nanoskopických nehomogenit v pevné fázi - Halle-Wittenberg
- Kvantové materiály: laterální struktury, hybridní systémy a nanoklastry - Hamburg
- Nanostruktury na hranicích a povrchu - Konstanz
- Mesoskopické strukturované kompozitní systémy - Berlin
- Nanočástice z plynné fáze: vznik, struktura, vlastnosti - Duisburg
10.2. BMBF
25
Na BMBF řídí výzkum a vývoj oddělení 4 - Základní výzkum v přírodních vědách, životní
prostředí, oddělení 5 - Nové technologie a informační technologie a oddělení 6 - Zdraví,
biovědy, doprava, kosmos. Oddělení se dále dělí na 33 referátů /31/.
10.2.1. ZÁKLADNÍ STRUKTURA OBLASTÍ VÝZKUMU,
KTERÉ JSOU PODPOROVÁNY
10.2.1.1. Základní výzkum v oblasti pøírodních vìd
l
Společný výzkum na velkých zařízeních (fyzika vysokých energií, hadrony a jádrová
fyzika, astrofyzika ze země /radioastronomie, pozorování na velkých teleskopech,
částicová astrofyzika/, výzkum pevných látek)
l
Matematika
l
Výzkum jaderné fúze
l
Výzkum moře a polárních krajů, vědy o zemi
10.2.1.2. Udržitelný rozvoj pøíznivý životnímu prostøedí
l
Regionální problémy, sociálně-ekologický výzkum
l
Globální otázky životního prostředí, výzkum mírové politiky
l
Udržitelný hospodářský rozvoj
10.2.1.3. Nové technologie
l
Fyzikální a chemické technologie (supravodivost a technologie nízkých teplot, elektronické korelace a magnetismus - magnetoelektronika, technologie plazmy, nelineární
dynamika, adaptronika, udržitelná chemie, katalýza, kombinatorická chemie, mikroreaktory, funkční supramolekulární systémy, inovační změny - pilotní projekty chemické
syntézy)
l
Nanotechnologie (příprava a použití laterálních nanostruktur, uplatnění nanostruktur
v optoelektronice, ultratenké funkční vrstvy, nové nanostrukturní materiály, ultrapřesné
obrábění povrchu, měření a analýza struktur o nanorozměrech)
l
Výrobní technologie
l
Nové materiály pro klíčové technologie 21. století (materiály pro informační techniku,
materiály pro energetiku, materiály pro dopravu, materiály pro medicínu, materiály pro
zpracovací technologie, průřezové problémy a nové oblasti, multifunkční materiály,
nanostrukturní materiály, ultralehké konstrukční materiály, nové materiály pro orální
medicínu)
l
Výzkum laseru (základní problémy laserů nové generace, přesné opracování lasery, nové
výzkumné oblasti /laserová biodynamika, měření a zkoušení v životním prostředí/, laserová medicína, zkušební a poradenská centra, doplňující opatření /standardizace, technologický transfer, vzdělávání, podpora mezinárodní spolupráce/)
l
Mikrosystémová technika (výroba mikrosystémů, výzkum aplikace v různých
odvětvích)
l
Mikroelektronika na bázi křemíku (technologie vysoké integrace - sub-100 nm technologie, nové mikroelektronické stavební prvky pro nové systémy, systémová integrace
a metodika projektování pro sub-100 nm technologii)
26
10.2.1.4. Informaèní a komunikaèní technologie
l
Základní technologie komunikačních sítí
l
Internetové technologie
l
Informační sítě
l
Nová media zobrazování
l
Služby zaměřené na sdílení poznatků
l
Odborné informace a knihovnické služby
10.2.1.5. Biotechnologie, zdraví
l
Biotechnologie (základní inovace /lidstvo a Internet, genom rostlin, systematická analýza
lidského genomu atd./, inovované biotechnologické metody a postupy /proteomika, bioinformatika, nanobiotechnologie, inženýrství tkání/, udržitelná bioprodukce, moderní
způsoby výroby potravin, strukturální opatření /podpora sítí výzkumných pracovišť a
skupin specialistů/, náhradní způsoby za pokusy na zvířatech)
10.2.1.6. Doprava, kosmos, stavebnictví
l
Výzkum kosmu
l
Mobilita a doprava
l
Lodní doprava, mořské technologie
l
Stavebnictví a bydlení
10.2.1.7. Strukturální výzkum na vysokých školách
l
Program na podporu aplikovaného výzkumu a vývoje na vysokých školách
l
Podpora DFG
l
Podpora doktorandského studia
l
Výstavba vysokých škol, velká zařízení a komunikační sítě
10.2.1.8. Podpora inovací a transferu technologií
l
Podpora vynálezců, podpora podávání patentů
l
Inno-Regio (podpora regionálního inovačního potenciálu)
l
EXIST (podpora zakládání inovačních firem)
l
Rovné šance pro ženy ve vzdělávání a výzkumu
10.2.2. ØÍZENÍ VÝZKUMU
Pro věcné a administrativní řízení výzkumu ve všech jeho fázích vytvořilo BMBF pro jednotlivé programy útvary organizačně začleněné v různých institucích, tzv „Projektträger - PT“.
Je jich celkem 20 /32/. Výzkumné projekty z oblasti nanotechnologií řídí:
- Forschungszentrum Jülich GmbH - PT BEO - Biologie, Energie, Umwelt (nanobiotechnologie)
- Forschungszentrum Jülich GmbH - PT NMT (chemické technologie, nové materiály)
- VDI-Technologiezentrum, Physikalische Technologien, Düsseldorf (nanotechnologie)
27
10.2.3. DATABÁZE PROJEKTÙ
BMBF vybudovalo a udržuje databázi projektů „Förder Katalog“, která je přístupná na
Internetu. Obsahuje seznam cca 90000 ukončených a běžících projektů. O každém projektu
je možné získat bližší informace /33/. Např. uvedením hesla „nano“ se získá cca 230 odkazů
na projekty.
10.3. NANOTECHNOLOGIE A NANOMATERIÁLY
V NÌMECKU
Jak uvádí Bachmann /34/, o nanotechnologie se v Německu začal soustavněji zajímat Verein
Deutscher Ingenieure (VDI) v létech 1988-1991 vydáním několika informací a pořádáním setkání expertů. V létech 1993-1995 se pozornost zaměřila na výzkum využití rastrovací sondové
mikroskopie (projekt SXM). Souběžně se v devadesátých létech začaly řešit s rostoucí intenzitou další projekty v rámci různých výzkumných programů podporovaných DGF, BMBF a
dalšími institucemi. Do řešení se zapojily ve značné míře i organizace soukromé sféry jako
např. BASF, Merck, Bayer, Henkel, H.C.Starck, Carl Zeiss aj. V současné době je na vysoké
úrovni výzkum a aplikace nanotechnologií a nanomateriálů v chemii, jemné mechanice,
optice, telekomunikacích a lékařství. Bachmann /34/ v roce 1998 identifikoval nejméně 60
institucí a firem, které se zabývají aktivitami v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů.
10.3.1. PROGRAM BMBF - NANOTECHNOLOGIE
Program „Nanotechnologie“ byl vyhlášen v 2/1999 /35/. V rámci programu byla vyhlášena
tato témata:
l
Analýza a charakterizování rozlišovací schopnosti v nanorozměrech s cílem zavedení
rutinních metod charakterizace objektů a manipulace s nimi.
l
Vytváření laterálních nanostruktur v oboru nanometrů.
l
Způsoby přípravy funkčních tenkých vrstev se zaměřením na dosažení atomově přesných
povrchů, řízení depozice na atomové úrovni, výzkum nanosenzorik, porovnání možností
různých metod vytváření vrstev.
l
Ultra přesné technologie v optice a jemné mechanice, včetně vývoje zařízení pro litografii
v oblastech pod 100 nm.
l
Základní výzkum funkčních supramolekulárních systémů, molekulárních povrchů a
klastrů, v součinnosti s programem „Funkční supramolekulární systémy“, který byl
vyhlášen v 3/1998.
l
Nové materiály, jejichž funkční vlastnosti mohou ovlivnit kritické rozměry a vlastnosti
vyráběných komponent (např. pružná keramika, katalyzátory s velkými povrchy, částice s
barevnými efekty, kosmetika, UV-filtry, membrány, inhibitory koroze atd.), v součinnosti
s programem „Nanostrukturní materiály“, vyhlášeným v 3/1999.
10.3.2. PODPROGRAM „NANOSTRUKTURNÍ MATERIÁLY“
V rámci programu BMBF „Nové materiály pro klíčové technologie 21. století“ byl na období
3/1999 - 2001 vyhlášen podprogram „Nanostrukturní materiály“. V rámci podprogramu byla
vyhlášena následující témata:
l
28
Materiálově-technologické aspekty povrchů (užitečné funkce povrchů /senzory/, ochran-
l
l
né funkce povrchů /odolnost proti korozi, otěr za vysokých teplot apod./)
Materiálově-technologické aspekty vnitřních povrchů (výzkum vlivu vnitřních povrchů
na elektronické, magnetické a optické vlastnosti, lomová mechanika)
Nové způsoby konstruování s nanostrukturními materiály
10.3.3. PODPROGRAM „NANOBIOTECHNOLOGIE“
V rámci programu BMBF „Biotechnologie“ byl na období 4/2000-2003 vyhlášen podprogram
„Nanobiotechnologie“. V rámci podprogramu byla vyhlášena tato témata:
l
Analýza a charakterizování biologických subjektů v nano- rozměrech.
l
Nanotechnologie využívající biologické schopnosti k adaptaci, uzdravování a samoorganizaci
l
Nanomanipulační techniky s biologickými a chemickými objekty
l
Nanoreakční techniky
l
Technologie molekulárních strojů
10.3.4. PODPROGRAM „MAGNETOELEKTRONIKA“
V rámci programu BMBF „Fyzikální a chemické technologie“ byl na období 11/2000-2003
vyhlášen podprogram „Magnetoelektronika“. V rámci podprogramu je podporován výzkum
magnetoelektronických systémů, které mají potenciál pro aplikaci v senzorech, přenosu dat,
logice, elektronice a optoelektronice. Rovněž je podporován výzkum na spinech závislých
jevů, např. magnetické resistence v pevných látkách (kovy, multivrstvy, polovodiče) a jeho
aplikace v technických systémech. Výzkum je prováděn převážně v rozměrech nanometrů.
10.3.5. BIOMIMETICKÉ MATERIÁLY
V rámci programu BMBF „Nové materiály pro klíčové technologie 21. století“ byl na období
9/2000-2003 vyhlášen podprogram „Biomimetické materiály“ s následujícími tématickými
okruhy:
l
Biofunkcializované povrchy (koroze, tribologie, schopnost samočištění apod.)
l
Využití biomorfních, hierarchických struktur v syntetických látkách
l
Biohybridní materiály
l
Biominerální materiály
l
Nosné materiály s bioanalogickými (enzymatickými) funkcemi, např. membrány, filtry,
katalyzátory
Výzkum biomimetických materiálů patří svým charakterem do určité míry i do oblasti nanotechnologií a nanomateriálů.
10.3.6. KOMPETENÈNÍ CENTRA
Pro podporu rozvoje nanotechnologií zřídilo BMBF v rámci programu „Nanotechnologie“ šest tzv. kompetenčních center:
l
Příprava a použití laterálních vrstev
l
Použití nanostruktur v optoelektronice
l
Ultratenké funkční vrstvy
29
Nanotechnologie: Fukčnost prostřednictvím chemie
l
Ultrapřesné opracování povrchu
l
Měření a analýza struktur o nanorozměrech (Nano-Analytik)
Náplní činnosti v podstatě virtuálních center je vytváření public relation, vzdělávání, vytváření ekonomicky atraktivního prostředí a poradenství v různých oborech nanotechnologií.
Mimo to se centra začaly rovněž zabývat koordinací výzkumu.
l
10.3.6.1. Centrum „Pøíprava a použití laterálních vrstev“
Nové způsoby strukturování a manipulace na atomové úrovni avizují novou generaci inteligentních přenosných elektronických zařízení, nové možnosti v satelitní komunikaci atd. Pro
realizaci uvedených představ se sdružilo konzorcium 50 výzkumných týmů, 16 firem, venture
capital sponzorů, s podporou čtyř ministerstev.
Kooordinačním pracovištěm je firma AMO-Gesellschaft für Angewandte Mikro-und
Optoelektronik mbH, Aachen /36/.
10.3.6.2. Centrum „Použití nanostruktur v optoelektronice“
Optoelektronické komponenty budou v rostoucí míře využívat kvantových jevů. Pro jejich
uplatnění v praxi, v komunikační elektronice, ve spotřebním zboží, jako jsou CD-přehrávače,
laserové displeje, pokročilé televizní systémy apod., bylo ustaveno centrum, které sestává
z 21 výzkumných organizací a 11 firem. Hlavními cíli jsou: vývoj nových typů laseru pro
modrou a zelenou část spektra, vývoj nových typů laseru pro červenou oblast spektra, vývoj
laserů na bázi GaAs, vývoj laditelných nanolaserů, vývoj nového typu vysoce výkonného
laseru na principu kvantových teček.
Koordinačním pracovištěm je TU Berlin, Institut für Festkörperphysik /37/.
10.3.6.3. Centrum „Ultratenké funkèní vrstvy“
Využití ultratenkých vrstev skýtá velký tržní potenciál, zejména v součástkách pro elektroniku, v senzorech, pro implantáty a umělou kůži a při ochraně proti korozi. Centrum sdružuje
28 společností (firem), 10 univerzitních pracovišť a 15 výzkumných ústavů. Činnost centra
je rozdělena na následující pracovní okruhy: pokrokové CMOS, novodobé stavební prvky,
biomolekulární vrstvy pro medicínu a techniku, aplikace pro mechanická a ochranná použití,
tenké vrstvy pro optiku a fotoniku, nanoaktory a nanosenzory.
Koordinačním pracovištěm je Fraunhofer Institut für Werksoff-und Strahltechnik (IWS),
Dresden /38/.
10.3.6.4. Centrum „Nanotechnologie: Funkènost prostøednictvím chemie“ (Nano-Chem)
Ve všech průmyslových zemích roste využití chemických principů při výzkumu a vývoji
nanostrukturních materiálů. Týká se to zejména farmaceutik, dispersních barev, optimalizace
katalýzy, lepidel, laků a mazadel. Centrum spojuje 18 univerzitních pracovišť, 23 výzkumných ústavů, 50 malých a středních podniků, 16 velkých společností a 7 poradenských
firem. Centrum svoji činnost rozdělilo do 7 oborových skupin (medicína a farmacie, senzory
a katalýza, elektronika, energie, povrchové inženýrství, nanočástice a kompozitní a masivní
materiály) a 5 průřezových skupin (způsoby výroby nanočástic, charakterizace, teorie a mo30
delování, technologie zpracování, tváření a strukturování).
Koordinačním pracovištěm je INM-Institut für Neue Materialien, Saarbrücken /39/.
10.3.6.5. Centrum „Ultrapøesné opracování povrchu“
Přesně tvarované a jemné povrchy používané např. v optice, v čtecích hlavách apod. vytvářejí
postupně miliardový trh. Základními oblastmi centra jsou mechanicko-chemické technologie
opracování povrchu, iontové a plazmové opracování, optické opracování a charakterizace
povrchů. Doplňkovými oblastmi jsou optické a rentgenové vrstvy, vysoce přesné 3D struktury
a polohovací a měřicí nanosystémy. Členy centra je 22 výzkumných a vývojových praco-višť
a 19 průmyslových firem.
Koordinačním centrem je Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig /40/.
10.3.6.6. Centrum „Nano-Analytik“
Měření a analytika v nanorozměrech mají zásadní význam pro kontrolu jakosti a standardizaci. Nejznámějšími mikroanalytickými metodami jsou rastrovací sondové techniky.
Centrum sdružuje špičková pracoviště z celého Německa, a proto byli pro účinnou koordinaci
ustaveni tři koordinátoři. Centrum tvoří 9 univerzit, 6 výzkumných ústavů a 26 firem.
Koordinátoři: Universität Hamburg, Institut für Angewandte Physik
Universität München, Institut für Angewandte Physik
Westfalische Universität Münster, Physikalische Institut /41/.
11. FINSKO
Finsko patří k státům s největší podporou výzkumu a vývoje. V roce 2000 činila celková
31
podpora 3,1 % HDP. Z veřejných prostředků to bylo cca 1 %. 2/3 podpory pocházejí ze soukromého sektoru, zejména z elektrotechnického a elektronického průmyslu.
41 % veřejných prostředků je přidělováno Ministerstvem školství, vědy a kultury, a to
prostřednictvím Finské akademie (Academy of Finland). Prostředky jdou na základní výzkum
prováděný především na 21 univerzitách (cca 80% prostředků).
36,6 % veřejných prostředků je přidělováno Ministerstvem obchodu a průmyslu, a to
prostřednictvím Centra pro technologický rozvoj (TEKES).
Další menší prostředky rozdělují Ministerstvo zemědělství a lesnictví, Ministerstvo sociálních
věcí a zdravotnictví a Ministerstvo obrany.
Adresáty podpory výzkumu a vývoje jsou vysoké školy (institucionální podpora), dále se podpora provádí prostřednictvím národních výzkumných programů, národních technologických
programů a zdroje jsou alokovány rovněž na základě veřejné soutěže.
11.1. VÝZKUM NANOTECHNOLOGIÍ A NANOMATERIÁLÙ
V létech 1997-1999 probíhal program „Nanotechnologie“ s rozpočtem 9 mil. ECU, společně
financovaný Finskou akademií a TEKES. V rámci programu bylo řešeno 14 projektů, které
byly zaměřeny na široké spektrum problémů (nanobiologie, samoorganizující se struktury,
funkční nanočástice, nanoelektronika a biomateriály pro informační technologie). Jedním
z výsledků programu bylo, že se Finsko prezentovalo jako země s výzkumem nanotechnologií
na vysoké úrovni. V rámci řešení projektu získalo 94 studentů svoje inženýrské a doktorské
hodnosti, bylo přihlášeno 6 patentů a publikováno 260 článků v mezinárodních časopisech.
Na řadě pracovišť se vytvořily týmy schopné řešit náročné výzkumné projekty v oblasti nanotechnologií (VTT-Electronics, Espoo, University Jyväskylä, Abo Academi, University
Joensuu, Helsinky University of Technology, Helsinki University, University Oulu, Tampere
University of Technology, Nokia Research Center a další). Program byl vyhodnocen v roce
2000 /42/. V současné době neprobíhá žádný program speciálně zaměřený na nanotechnologie
a nanomateriály.
11.1.1 PROGRAMY PODPOROVANÉ V SOUÈASNÉ DOBÌ FINSKOU AKADEMIÍ
Projekty z oblasti nanotechnologií a nanomateriálů jsou řešeny a mohou se přihlašovat
v následujících programech vyhlášených Finskou akademií /43/:
l
Elektronické materiály a mikrosystémy. Program, plánovaný na léta 1999-2002, je
rozdělen do tří témat: materiály pro křemíkové technologie, nové materiály a jevy na
rozhraní, vývoj zařízení a mikrosystémů. Řeší se 11 projektů.
l
Strukturální biologie. Program, plánovaný na léta 2000-2003, je orientován především
na výzkum struktury proteinů. Další oblasti jsou: studium virů, karbohydrátů a studium
struktury a funkce buněčných membrán. Řeší se 9 projektů.
l
Biologické funkce. Program je plánován na léta 2000-2003 a je zaměřen na genetický
a neurologický výzkum. Řeší se 37 projektů.
11.1.2. PROGRAM: „CENTRES OF EXCELLENCE IN RESEARCH“
Finská akademie podporuje vznik a provoz špičkových výzkumných center. V současné době
je podporováno 26 center, sestavených z pracovníků různých institucí /44/. Nejméně tři centra
32
zahrnula do svých programů i problematiku nanotechnologií. Jsou to:
l
Computational Condensed Matter and Complex Materials Research Unit (COMP).
Centrum je situováno na Helsinki University of Technology, v laboratoři fyziky. Hlavní
oblasti výzkumu: elektronické vlastnosti materiálů, statistická fyzika a komplexní jevy,
neuspořádané systémy. Provádí se matematické multirozměrové modelování (od atomů
a objektů v rozměrech nanometrů až po makroskopické jevy).
l
Nuclear and Condensed Matter Physics Programme at JYFL.
Centrum je umístěno na University of Jyväskylä a je součástí katedry fyziky. Hlavní
oblasti výzkumu: Mimo prací v oblasti nukleární fyziky se centrum zabývá materiálovým
výzkumem, mj. studiem fyzikálních vlastností a vytvářením mikro a nanostruktur.
Nanotechnologické aplikace zahrnují např. nanoteploměr, mikrochladič a ultracitlivý
detektor radiace použitelný při výzkumu vesmíru.
l
Research Centre for Computational Science and Engineering.
Centrum vyvíjí svou činnost na Helsinki University of Technology, v laboratoři výpočetní
techniky. Výzkum je soustředěn do tří oblastí: počítačový materiálový výzkum (strukturní,
elektronické a optické vlastnosti materiálů a mikro- a nanokomponent aj.), počítačové
informační technologie a studium technik poznávání (zejména úloha nervového systému
v procesu poznávání).
11.1.3. PROGRAMY PODPOROVANÉ V SOUÈASNÉ DOBÌ TEKES
V současné době podporuje TEKES výzkumné práce v 50 národních technologických programech /45/. Programy jsou rozděleny do pěti oblastí: bio- a chemické technologie, energetika
a technologie životního prostředí, stavebnictví, informační a komunikační technologie a
výrobní a materiálové technologie.
Žádný program není zjevně orientován na nanotechnologie a nanomateriály. Výzkum v oboru
nanorozměrů probíhá pravděpodobně v programech: Cell Biology Research Programme
(1998-2001), Life 2000-Biological Function (2000-2002), ETX-Electronics for the Information Society (1997-2001) a PRESTO - Future Products Added Value with Microtechnologies (2000-2003).
12. ŠVÉDSKO
Švédsko je stát, který patrně nejvíce podporuje výzkum a vývoj (cca 3,5 % z HDP). Začátkem
33
roku 2001 vstoupila v platnost značná reorganizace v řízení podpory výzkumu a vývoje
z veřejných prostředků a v současné době je výzkum a vývoj podporován 11 agenturami či
nadacemi:
l
VR (The Swedish Research Council), který převzal aktivity před rokem 2001 působících
agentur: FRN (Swedish Council for Planning and Coordination of Research), HSFR
(Swedish Council for Research in the Humanities and Social Sciences), MFR (Swedish
Medical Research Council), NFR (Swedish Natural Science Research Council) a TFR
(Swedish Research Council for Engineering Sciences). Ve VR vznikly tři výbory zaměřené na kulturu a sociální vědy, medicínu a přírodní a technické vědy. Činnost VR je
orientována převážně na podporu základního, především interdisciplinárního a multidisciplinárního, výzkumu /46/.
l
SSF (Swedish Foundation for Strategic Research) - nadace založená vládou v 1/1994
/47/
l
FORMAS (Swedish Research Council for Environment, Agricultural Sciences and
Spatial Planning)
l
FAS (Swedish Council for Working Life and Social Research)
l
VINNOVA (The Swedish Agency for Innovation Systems) je agentura , která vznikla
rozdělením agentury NUTEK (The Swedish National Board for Industrial and Technical
Development) na tři nezávislé agentury. Agentura podporuje výzkum a vývoj technologií,
práce a společnosti. Provádí rovněž aktivity typu „Technological Foresight“ /48/
l
NUTEK/ALMI (Swedish Business Development Agency) podporující především malé
a střední podniky
l
KKS (Foundation for Knowledge and Competence Development) je nadace ustavená
v roce 1994 švédským parlamentem, mající za cíl především podporu výzkumu
informačních technologií, výzkum na univerzitách a překlenovat mezeru mezi akadmickou
a podnikatelskou oblastí /49/
l
MISTRA (Foundation for Strategic Environmental Research)
l
STINT (Swedish Foundation for International Cooperation in Research and Higher
Education)
l
RJ (The Bank of Sweden Tercentenary Foundation)
l
KAW (Knut and Alice Wallenberg Foundation)
V souvislosti se zmíněnou reorganizací je v současné době možnost získání hodnověrných
informací o výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů obtížná. Ze staršího materiálu
SSF (I.Agrell: „Short Summary of Swedish Research Activities in the Field of Materials“),
zveřej-něného v roce 1999 na domovské stránce SSF /50/ - nyní je již nedostupný, vyplývá,
že výzkum nanotechnologií byl podporován SSF, NFR (8 mil. SEK v roce 1998), TFR (4 mil.
SEK v roce 1998), NUTEK (zejména výzkum funkčních materiálů) a v menší míře i KKS.
V době vydání této publikace jsou k dispozici ověřené podklady pouze z činnosti nadace
SSF.
34
12.1. SSF
l
l
l
l
l
l
l
Nadace podporuje výzkum a vývoj 7 způsoby:
Zakládáním strategických výzkumných center na univerzitách. Centra jsou zaměřena
na definované oblasti, mají svoji geografickou polohu, ale mohou mít pobočky na jiných
univerzitách. Přístup k řešení problémů je multidisciplinární.
Vyhlašováním síťových programů. Programy se vyznačují spoluprací několika univerzit i jiných institucí. Programy jsou zaměřovány na strategické priority a jsou orientovány
na konečné uživatele, zejména průmysl.
Postgraduální studium (Graduate schools). Tato aktivita je ústředním prvkem vytváření
nových forem výuky výzkumné činnosti a je orientovaná na průmysl.
Systémové dotace (Framework allocation) jsou pružnou formou podpory nových, strategicky významných oblastí. Jde o menší finanční prostředky.
Budoucí manažeři výzkumu. Program zaměřený na vyhledávání perspektivních
manažerů (lídrů) ve výzkumu. Podpora se přiděluje na šest let.
Strategická jednorázová podpora jednotlivých univerzit a technických vysokých
škol. Na základě konzultace může nadace přidělit jednorázovou podporu na zahájení
výzkumu nové priority a soustředění kapacit.
Ústavy. Jsou organizační formou s dlouhodobou perspektivou. Tato forma je vhodná
v těch případech, kdy aktivita nemůže být prováděna na některé z univerzit a v případech,
kdy je nutná rozsáhlá spolupráce s průmyslem.
V roce 2000 podporovala SSF výzkum a vývoj v řadě programů v šesti vědních oblastech:
biovědy, informační technologie, chemie a výrobní technologie, materiálové vědy, mikroelektronika a výrobní a zpracovací technologie /47/. Řada programů je zaměřena na oblasti, které
se týkají nanotechnologií nebo nanomateriálů, případně se řešené projekty zabývají objekty
v nanorozměrech.
12.1.1. Biovìdy
l
Bioinformatika. V rámci tohoto programu bylo v roce 1999 založeno strategické výzkumné centrum: „Stockholm Bioinformatics Center“, jehož práce se účastní Stockholm
University, Royal Institute of Technology a Karolinska Institutet. Činnost centra je
plánována na 5 let. Výzkum v oblasti nanorozměrů probíhá např. v subprogramu „Protein
families - molecular modelling and predictions“ a projektu „Membrane protein assembly
and structure“.
l
Buněčná továrna pro funkční genomiku. Národní síť pro strategický výzkum exprese
proteinů, kombinatoriální proteinovou chemii a proteomiku byla ustavena v roce 1998 na
5 let. Sítě se účastní 6 švédských univerzit.
l
Strategický výzkum nukleových kyselin (SNAR). Program byl zahájen v roce 1998
a má dobu trvání 5 let a je zaměřen na základní oblasti chemie, struktury a biofyzikálních vlastností nukleových kyselin a modelových systémů, molekulární funkci RNA a
enzymatickou syntézi DNA prekursorů. Programu se účastní 22 výzkumných pracovníků
z 8 vysokých škol. Program sestává z následujících oblastí: nukleové kyseliny-interakce a
identifikace; inženýrství nukleárních kyselin-syntéza a struktura; biologie RNA-struktura,
funkce a aplikace; biosyntéza DNA enzymů.
35
l
Strukturální biologie (SBNet). Síť výzkumných pracovišť zaměřená na výzkum, výchovu studentů a doktorandů, organizování workshopů a konferencí, studijních pobytů
atd. Centrum sítě je na Uppsala University. Síť sdružuje strukturální biology z univerzit
i průmyslu, kteří se zabývají: biomolekulární rtg. krystalografií, NMR spektroskopií
biomakromolekul s vysokou rozlišitelností, elektronovou mikroskopií biomakromolekul
s téměř atomovou rozlišitelností a počítačovým modelováním biomakromolekul. Program
je pětiletý a byl zahájen v roce 1998.
12.1.2. CHEMIE
l
Nanochemie. Pětiletý program, zahájený v roce 1998, je zaměřen na vývoj nových
nástrojů, technologií a metodologií chemické syntézy, analýzy a biochemické diagnostiky
prováděné v oblastech nano- a femtolitrů. Významnou činností je v programu výchova
doktorandů. Centrum programu je na chemické fakultě Royal Institute of Technology ve
Stockholmu. Rozpočet programu umožňuje výzkumnou činnost 25 pracovníků.
12.1.3. MATERIÁLOVÉ VÌDY
l
Materiálová výzkumná konsorcia. Tento program byl zahájen v roce 1990 agenturami
NUTEK a NFR. Původně bylo založeno celkem 11 konsorcií, z nichž některá již svoji
činnost zakončila. Podle dostupných údajů dále vyvíjejí činnost tato konsorcia:
1. „Thin Film Growth“, založené na Linköping University
2. „Nanometer Structures“, založené na Lund University
3. „Clusters and Ultrafine Particles“, založené na Uppsala University
4. „Materials Consortium - Materialia“, založené na Chalmers University of Technology
5. „Computer Assisted Materials and Process Development (Campada)“, založené na
Royal Institute of Technology ve Stockholmu
6. „Superconducting Materials“, založené na Chalmers University of Technology
Konsorcia byla založena s cílem spolupráce univerzitních výzkumných skupin s podniky
a dosažení synergického účinku ve výzkumu a vývoji. Výzkumné programy konsorcií
byly vybrány ze strategických oblastí, které pravděpodobně budou průmyslově zajímavé
v 21.století.
Nanotechnologiemi a nanomateriály se zabývají zejména konsorcia ad 1.-3.
Konsorcium „Thin Film Growth“ je složeno z výzkumných skupin z univerzit v Linköpingu, Uppsaly, Stockholmu a Lundu. Oblast výzkumu je velmi široká, zahrnuje
vytváření tenkých filmů řady materiálů, výzkum zkušebních metod, vytváření heterovrstev atd.
q
q
36
Konsorcium „Nanometer Structures“ bylo (je) zaměřeno na tyto výzkumné oblasti:
vytváření kovových a polovodičových struktur pomocí aerosolových klastrů; epitaxní
růst při použití MOVPE (Metal-Organic Vapour Phase Epitaxy), CBE (Chemical Beam
Epitaxy) a MBE (Molecular Beam Epitaxy); nanotechnologie (s využitím elektronové
litografie a SPM); nano-zobrazování (TEM, F-SEM, STM, AFM); nauka o povrchu
(studium nanostruktur synchrotronním ozařováním); nano-optika (studium nanostruktur za použití katodoluminiscence); STL (Scanning Tunelling Luminiscence) a mikrofotoluminiscence; techniky s iontovými paprsky (vývoj a studium iontů a atomů pro
zpracování nanostruktur); kvantový transport; simulace elektronických struktur a teor-
ie; nanoelektronická zařízení; biofyzika a biotechnologie (vývoj nanostruktur pro sondy
a detektory v biotechnologii) /51/.
q Konsorcium „Clusters and Ultrafine Particles“ je zaměřeno na tři hlavní oblasti: depozice klastrů s vybranými rozměry; nanofázové materiály (chemické metody syntézy ultrajemných částic); nanostrukturní elektrody (pro použití v solárních článcích, displejích
a bateriích - elektrody jsou zhotovovány z polovodičových nanočástic).
12.1.4. MIKROELEKTRONIKA
l
Pokrokové mikrotechnologie (AME). Výzkumná činnost programu je orientována na
tři oblasti: aplikace v medicíně, biologii a biomedicíně; optické aplikace včetně mikrooptic-kých materiálů modulů pro telekomunikaci; aplikace ve vesmíru. Při výzkumu
v uvedených oblastech se sledují čtyři průřezové (generické) oblasti: tvarování a spojování; charakterizace; nanostrukturní materiály a materiály přeměňující signály. Speciální
pozornost se věnuje vývoji komponent pro nanosatelity.
l
Fotonika. Program je rozsáhlý, rozdělený do šesti subprogramů:
1. Materiály a technologie zpracování. Nové MOVPE procesy; nové kvantové jámy;
kvantové jámy o dlouhých vlnových délkách na GaAs; detektor kvantových teček;
semiizolační materiály; suché leptání; SCM (Scanning Capacitance Microscopy);
SS-MBE (Solid Source Molecular Beam Epitaxy).
2. Kvantová optika a nanofotonika.
3. Optoelektronika - emitování z povrchu. VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting
Lasers); RCLED (Resonant Cavity Light Emitting Diodes).
4. Fotonická zařízení a obvody. Polovodičové lasery; integrovaná optika; mikrooptika.
5. Optoelektronické integrované obvody a vysokorychlostní elektronika.
6. Přenos optickými vlákny a optické sítě.
37
13. FRANCIE
Ve Francii se podporuje výzkum a vývoj ve výši cca 2,3% HDP, z toho z veřejných prostředků
ve výši 0,89 % (1999). Za oblast výzkumu a vývoje zodpovídá Ministerstvo výzkumu,
zřízené v roce 1997. Řízení výzkumu je rozděleno na dvě oblasti: „výzkum“ (zejména základní výzkum) a „technologie“ (zejména aplikovaný výzkum, inovace atp.).
13.1. DIRECTION DE LA RECHERCHE
(ØEDITELSTVÍ VÝZKUMU)
Úloha ředitelství výzkumu je mnohostranná. Formuluje politiku výzkumu, zaměstnanosti
vědců a vzdělávání prostřednictvím výzkumu, organizuje a financuje doktorandské studium,
kontroluje instituce základního výzkumu spravované ministerstvem, připravuje rozpočet
výzkumu a technického rozvoje, rozděluje prostředky výzkumným institucím a zařízením
vysokého školství, provádí šíření vědeckých a technických informací a kultury a zajišťuje
činnost ministerstvu podřízených muzeí, knihoven atd.
Ve spolupráci s ředitelstvím pro vysoké školství zabezpečuje prostředky základní výzkum na
univerzitách (Mission scientifique universitaire). Činnost je rozdělena na sedm výzkumných
oddělení: matematika a počítačová věda; fyzika a technické vědy; vědy o Zemi a vesmíru;
chemie; biologie, medicína a zdraví; věda o člověku a klasické vědy; sociální věda. Zvláštní
organizační útvar zajišťuje rozdělování institucionálních prostředků (zpravidla jde o čtyřleté
kontrakty), organizuje doktorandské studium atd.
Ve spolupráci s ředitelstvím pro technologie řídí prostřednictvím programových ředitelů
tzv. „Actions Concertées Incitatives“ (ACI). Tyto výzkumné aktivity, financované z
Národního vědeckého fondu, představují prioritní směry základního výzkumu a jsou určovány
Meziministerskou radou pro vědecký a technický výzkum /52/.
Organizace pod správou ředitelství výzkumu /53/:
a) EPST - Vědecky a technologicky orientovaná, státem podporovaná zařízení
l
CNRS (Centre national de la recherche scientifique - Národní centrum vědeckého výzkumu)
l
INED (Institut national d´études démographiques)
l
INRA (Institut national de la recherche agronomique)
l
INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique)
l
INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale - Národní centrum
lékařského výzkumu a výzkumu zdraví)
l
IRD (Institut de recherche pour le développement
b) EPIC - Průmyslově a podnikatelsky orientovaná, státem podporovaná zařízení
l
CSI (Cité des sciences et de l’indusrie)
l
CIRAD (Centre de coopération international en recherche agronomique)
c) Nadace
l
CEPH (Centre d’etudes de l’emploi)
l
Institut Curie
l
Institut Pasteur
d) EPCSCP - Zařízení vysokého školství a výzkumu
38
l
82 univerzit
l
Instituts nationaux polytechniques - státní polytechniky (Grenoble, Lorraine Nancy,
Toulouse)
l
4 Ecoles normales supérieures - vysoké školy
l
5 francouzských vysokých škol v zahraničí
l
14 velkých zařízení s různými statuty
l
další instituce a zařízení
13.1.1. CNRS
CNRS je Národní centrum základního výzkumu, založené v roce 1939. Sdružuje 1300
obslužných a výzkumných jednotek dislokovaných po celé Francii. Tato centra se začala
za-kládat na univerzitách v roce 1966 a dnes mají charakter společných výzkumných center
sdružujících kolem jedné odborné problematiky pracoviště různých univerzit nebo vysokých
škol a i podniková pracoviště. CNRS má více než 26000 zaměstnanců, z toho je přes 12000
výzkumníků a 14000 inženýrů a techniků. Rozpočet na rok 2001 je 16 mil. franků. CNRS provozuje rovněž 18 regionálních kanceláří. V laboratořích CNRS pracuje v současné době asi
5000 zahraničních pracovníků. CNRS má své kanceláře i v zahraničí (Brusel, Peking, Tokyo,
Washington, Bonn, Londýn, Moskva, Tunis, Barcelona, Montreal a Pretoria) /54/.
Činnost CNRS je rozdělena podle oborů na osm vědeckých oddělení:
PNC - Nukleární a částicová fyzika
SPM - Fyzika a matematika
STIC - Komunikace a informační věda a technologie
SPI - Technické vědy
SC - Chemie
SDU - Věda o vesmíru
SDV - Věda o živé přírodě
SHS - Humanitní a sociální věda
Od roku 1997 vyhlásilo CNRS asi 20 interdisciplinárních vědeckých programů s různým
zaměřením. Celkový rozpočet těchto programů činí cca 7 % z celkového rozpočtu CNRS.
V sočasné době probíhají tyto programy (ty, co patří do oboru nanotechnologií a nanomateriálů jsou vyznačeny tučně):
l
Čipy na bázi DNA
l
Bioinformatika
l
Programy ATIPE (Vývojová biologie, dynamika biodiverzity, fundamentální genetika,
fundamentální mikrobiologie, neurologie-od molekulárních ke kognitivním neurovědám,
funkčně-strukturní vztahy) /55/ - nový program
l
Fyzika a chemie živých forem
l
Molekuly a terapeutické cíle
l
Životní prostředí, život a společnost
l
ECLIPSE - Životní prostředí a klima v minulosti: historie a vývoj
39
l
Ecodev
l
PACE - elektro-nukleární cyklus
l
Evropská identita v otázkách
l
Ekonomické a sociální problémy inovačních procesů
l
Původ člověka, řeči a jazyků
l
Materiály
l
Individuální nanoobjekty
l
Kooperační aktivity v optice
l
Astročástice
13.1.1.1 Materiály
Program byl zahájen v roce 1998 s cílem komplexního základního výzkumu konstrukčních
a funkčních materiálů. Od počátku byly do programu přijaty projekty zaměřené na nanomateriály /56/.
V roce 1998 to byly projekty zkoumající nanokrystalickou měď a nanostrukturní fotopolymery. Od roku 1999 (1999-2001), v rámci podprogramu „Povrchové úpravy a tenké vrstvy“,
se řeší projekty zkoumající nanovrstvy Si vytvořené metodou LPCVD a nanovrstvy ZnO
vytvořené laserem aj. Od roku 2000 (2000-2002), v rámci podprogramu „Tenké feroelektrické vrstvy pro submikronové součástky“, se řeší 7 projektů orientovaných na různé aspekty
nanomateriálů a v rámci podprogramu „Samoorganizace nanostrukturních materiálů“, se řeší
16 projektů. Ve všech případech jde o spolupráci dvou a více pracovišť.
13.1.1.2. Individuální nanoobjekty (NOI)
Program byl vyhlášen v 9/2000 /57/. Na rok 2001 je výzva k přihlašování projektů zaměřena
na stávající a nové metody vytváření nanoobjektů a manipulace s nimi, měřicí techniky
a fyzikální, chemické a biologické vlastnosti nanoobjektů.
13.1.2. INSERM
INSERM, Národní centrum lékařského výzkumu a výzkumu zdraví, bylo založeno v roce
1964 a je společně spravováno Ministerstvy výzkumu a zdravotnictví. Má roční rozpočet cca
2,7 mld franků, spravuje 256 výzkumných laboratoří (na univerzitách a ve fakultních nemocnicích) a zaměstnává cca 10000 pracovníků, z toho téměř 3000 výzkumníků /58/.
Centrum zabezpečuje francouzský lékařský základní výzkum v plné šíři. V roce 2000 byla
činnost INSERM rozšířena o koordinaci interdisciplinárního výzkumu. Na léta 2000-2004
bylo zřízeno 6 komisí, které mají dbát zejména na to, aby výzkumné projekty byly zaměřeny
na strategické výzkumné oblasti (program CRES-Contracts de recherches stratégiques):
l
Potřeby populace a organizace zdravotní péče
l
Duševní zdraví a patologická psychiatrie (biologické mechanismy, klinický výzkum, faktory zranitelnosti a ochrany)
l
Experimentální modely a nové psychologické a psychopatologické metody
l
Nová léčiva a terapeutické strategie
l
Buněčná terapie, genetika, transplantace a vakcinologie
40
l
Biomateriály, biomechanika, mikroinvazivní chirurgie a robotika
Oblast nanorozměrů zasahují do určité míry zejména pátá a šestá priorita.
13.1.3. ACI
ACI - priority základního výzkumu, je poměrně nová aktivita Ministerstva výzkumu (1999)
/59/. Je zaměřena na oblasti, kde francouzské úsilí bylo prozatím nedostatečné. Aktivita je
směrována na výzkumné týmy působící na univerzitách a výzkumných ústavech. Doplňuje
ostatní programy. V pěti hlavních prioritních oblastech (věda o živé přírodě, informační
a komunikační technologie, humanitní a sociální věda, země a věda o životním prostředí,
fyzikální chemie materiálů) bylo vyhlášeno 19 priorit, mezi nimi i nanostrukturní fyzikální
jevy a funkcionalita a povrchy, rozhraní a vývoj nových materiálů.
13.1.3.1. Nanostruktury - fyzikální jevy a funkcionalita
V roce 2000 byla výzva k přihlašování projektů zaměřena na:
l
Chemické a biologické metody vytváření materiálů samoorganizací
l
Anorganické a molekulární konečné komponenty, nano-kontakty a vnitřní spojení
l
Kolektivní jevy v nanostrukturách: magnetické, supravodivé a feroelektrické jevy
l
Nano-opto-elektronika, kvantové drátky a tečky
Aktivita byla pro rok 2000 dotována částkou 10 mil. franků z Národního vědeckého fondu.
Přednost měly projekty přihlášené skupinou výzkumníků. Jednotlivý projekt získal grant ve
výši cca 1 mil. franků na období 2-3 let.
13.2. DIRECTION DE LA TECHNOLOGIE
(ØEDITELSTVÍ PRO TECHNOLOGIE)
Ředitelství pro technologie se zaměřuje na aplikovaný výzkum a vývoj, inovace a transfer
technologií v oblastech jako jsou: vesmír a letectví, bioinženýrství, počítačová věda a telekomunikace, energie, doprava, životní prostředí a přírodní zdroje /60/. Spravuje řadu technologicky orientovaných organizací, účastní se výzkumných programů EU, určuje způsoby financování průmyslového výzkumu a podporuje inovační podnikání, spravuje Fond technického
rozvoje a finance vyčleněné na výzkum vesmíru a vesmírných technologií.
Podpora výzkumu se provádí několika způsoby:
l
Vytváření center technologického výzkumu (CNRT)
l
Organizováním sítí technologického výzkumu a inovací (Réseaux de recherche et
d´innovation technologiques)
l
Vytváření výzkumných týmů (ERT) - výzkumné týmy spolupracují s průmyslovými
podniky na střednědobých projektech aplikovaného výzkumu nebo vývoje. Tým musí
prokázat silné vědecké zázemí a vůli při spolupráci s průmyslem. ERT může být založen
i pro spolupráci některé státní laboratoře s jasně definovaným průmyslovým partnerem.
13.2.1 CNRT
41
Centra zajišťují účinnou spolupráci státních výzkumných ústavů a laboratoří s výzkumnými
pracovišti velkých průmyslových firem i malých a středních podniků. Jejich hlavním cílem je
zvýšit konkurenceschopnost francouzského průmyslu. Centrum je umístěno na určitém místě.
V současné době bylo utvořeno 12 center (Belfort, Montbéliard, Nancy; Caen; Evry; Grenoble; Lyon; Marcoussis; Marseille, Etang de Berre; Metz, Pont a Mousson; Rennes, Lannion,
Brest; Rouen; Sophia Antipolis; Tours) /61/. Některá centra se zaměřují na výzkumné směry,
při jejichž zkoumání využívají nanotechnologií a nanomateriálů:
l
Belfort, Montbéliard, Nancy - palivové články, studium rozhraní
l
Caen - mikro- a nanoelektronika
l
Grenoble - mikro- a nanotechnologie, budoucí nanoelektronika, inteligentní materiály
l
Lyon - molekulární biologie, mikro a nanotechnologie
l
Tours - mikro- a nanoelektronika, funkční nanomateriály a systémy
13.2.2. SÍTÌ TECHNOLOGICKÉHO VÝZKUMU A INOVACÍ
Základním cílem této aktivity je povzbudit spolupráci státem podporovaných a průmyslových
výzkumných pracovišť při řešení předem vybraných témat. Výzkum by měl být iniciován
poptávkou průmyslu a měl by být střednědobý. Aktivita by měla rovněž přispět k zakládání
nových inovativních společností. Ministerstvo výzkumu podporuje finančně některé z aktivit z
Fondu pro výzkum a technologie. Další prostředky poskytují i jiná ministerstva a agentury.
V současné době je v činnosti 14 sítí /62/, včetně sítě „Réseau Micro et Nanotechnologies“
(RMNT). Jiná síť se zaměřuje na materiály a technologie (Réseau de recherche et d’innovation
technologiques matériaux et procédés). Jeden z řešených projektů je zaměřen na syntézu a
zpracování submikronových prášků /63/.
13.2.3. RMNT
Síť zahájila svoji činnost v 2/1999 a je velmi rozsáhlá. Svoje administrativní centrum má
v LETI (Laboratoř elektroniky, technologie a přístrojů) v Grenoble. Práce sítě se účastní
akademické výzkumné laboratoře, laboratoře CEA (Komise pro atomovou energii) a CNET
(Národní centrum výzkumu telekomunikací) a velké průmyslové skupiny (celkem cca 400
účastniků). V roce 1999 činila státní dotace 40 mil. franků. Síť má svoji internetovou stránku,
na které jsou charakterizovány všechny doposud řešené projekty /64/. Od roku 1999 se řešilo
či řeší 90 projektů a další 4 se připravují. Řešení se účastní asi 650 výkumných pracovníků.
Malé a střední podniky koordinovaly 22 projektů. Průměrná délka řešení je 28 měsíců. 28 %
projektů je zaměřeno na mikroelektroniku, 23 % na optoelektroniku, 15 % na mikrosoučástky,
5 % na biotechnologie, 3 % na nanostruktury a nanomateriály atd.
13.3. UNIVERZITY, VYSOKÉ ŠKOLY A VÝZKUMNÉ ÚSTAVY
Jak již vyplynulo z výše uvedeného, je v mnoha případech výzkum na univerzitách
a jiných vysokých školách zaměřen na nanomateriály a nanotechnologie. Z velkého počtu
případů můžeme jmenovat:
l
Université de technologie de Troyes (Technologická univerzita v Troyes) - Laboratoř
nanotechnologie a přístrojové optiky (LNIO) /65/ - STM a AFM mikroskopie, SNOM
mikroskopie, výroba sond, výzkum a vývoj metodiky zkoumání nanostruktur
l
Ecole Nationale Supérieure des Mines de Nancy (Národní vysoká škola báňská v Nancy)
42
- Centrum materiálového inženýrství (CIM) /66/
- Laboratoř materiálového inženýrství a metalurgie (LSG2M), laboratoř CNRS (UMR
7884) - keramické a kovokeramické nanomateriály
- Laboratoř fyziky materiálů (LPM) - magnetické a luminescentní nanostruktury
l
Ecole Centrale de Lyon - Laboratoř elektroniky, optoelektroniky a mikrosystémů
(LEOM), laboratoř CNRS (UMR 5512) /67/ - epitaxní struktury III-V (klastry AlInAs,
růst polovodičových nanostruktur samoorganizací), fotonické integrované obvody (jednoa dvourozměrné krystalové nanostruktury pro fotonické integrované obvody)
l
Université Joseph Fourier de Grenoble - Laboratoř Louis Néel (LN), společná laboratoř
univerzity, CNRS (UMR 5051) a Institut National Polytechnique de Grenoble /68/ - nanomagnetismus, magnetické nanokrystaly, magnetorezistence
l
Institut National Polytechnique de Grenoble, národní polytechnika mající devět fakult.
Minimálně ve dvou jsou zkoumány nanotechnologie a nanomateriály:
- Ecole Nationale Supérieure d’Electrochimie et d’Electrométallurgie (ENSEEG) /69/
q Laboratoř elektrochemie a fyzikální chemie materiálů a povrchů (LEMPI), laboratoř
CNRS (UMR 5631) - výzkum tuhých elektrolytů palivových článků - katalytické
nanočástice (Pt)
q Laboratoř termodynamiky a fyzikální chemie kovů (LTPCM) - studium komplexních
mnohofázových systémů (nanokrystalické materiály)
- Ecole Nationale Supérieure de Physique (ENSPG) /70/ - Laboratoř materiálů a teoretické fyziky, laboratoř CNRS (UMR 5628) - magnetické a optoelektronické nanomateriály
l
ONERA (Office national d’études et de recherches aérospatiales) je státní instituce pro
výzkum letectví a kosmonautiky /71/. Ústav je rozdělen na dvě divize. Pracovníci vědecké
divize soustřeďují svou činnost na čtyři směry (mechanika tekutin a energetika, materiály
a struktury, fyzika a zpracování informací a systémy). Výzkumná činnost v uvedených
směrech se provádí v 18 laboratořích. V laboratoři mikrostrukturálních zkoumání (LEM)
(společná laboratoř s CNRS), se provádí např. výzkum technologií vytváření uhlíkových
nanotrubic a studium struktury a vlastností monovrstvových nanotrubic nitridu bóru.
V laboratoři kompozitních materiálů a systémů (DMSC) se studují vlastnosti rozhraní
vlákno-matrice, provádí se výzkum a vývoj nových materiálů pro nelineární optiku (nové
druhy tekutých nanokrystalů) a vodivých nanopolymerů při řešení problémů radarové
neviditelnosti.
l
École Polytechnique v Palaiseau u Paříže patří k největším a nejstarším polytechnikám
ve Francii /72/. Výzkum se provádí ve 24 laboratořích, které jsou všechny podporovány CNRS. Výzkum nanotechnologií a nanomateriálů se provádí zejména ve čtyřech
laboratořích:
- Laboratoř optiky a biovědy (LOM) - funkční dynamika proteinů, elektronová dynamika
v nanostrukturách, simulace v nanorozměrech
- Laboratoř tenkých filmů a rozhraní (LPICM) - vytváření a studium filmů v nanorozměrech, studium optoelektronických nanostruktur
- Laboratoř fyziky pevných látek (PMC) - fotonické krystaly, fotonické integrované
obvody
- Laboratoř biochemie (LB) - molekulární a strukturální biologie (NMR, krystalografie),
43
l
44
chemie proteinů
Université Paris-Sud v Orsay - Laboratoř fyziky pevné fáze (LPS Orsay) /73/ je zaměřena
na různé oblasti výzkumu nanomateriálů (polovodičové nanostruktury a kvantové tečky,
nanočástice, nanotrubice, nanokrystalické materiály, magnetické částice a nano-struktury,
nanovrstvy)
14. USA
Podpora výzkumu a vývoje ve Spojených státech dosahuje 2,8 % HDP ročně. Z toho stát
přispívá z veřejných prostředků částkou ve výši cca 0,9 % HDP. V roce 2000 vzrostly výdaje
USA na výzkum a vývoj na 264 mld.USD. Od roku 1994 je to růst v průměru 6 % ročně.
Z uvedené částky připadá na základní výzkum 17,2 %, aplikovaný výzkum 21,5 % a vývoj
61,3 % /88/. Systém podpory je velmi diverzifikovaný. Rozhodující část finanční podpory
federální vlády na výzkum a vývoj je přidělována prostřednictvím řady agentur, z nichž
nejvýznamnější jsou tyto:
l
Department of Defence - DOD (Ministerstvo obrany), rozděluje cca 54 % prostředků
l
Department of Energy - DOE (Ministerstvo energetiky), 9 %
l
Department of Commerce - DOC (Ministerstvo obchodu), 2 %
l
Department of Transportation - DOT (Ministerstvo dopravy), 1 %
l
National Institutes of Health - NIH (Národní ústavy zdraví), 16 %
l
National Aeronautics and Space Administration - NASA (Národní správa pro letectví
a kosmos), 13 %
l
U.S. Environmental Protection Agency - EPA (Národní agentura pro ochranu životního
prostředí), 0,7 %
l
National Science Foundation - NSF (Národní nadace pro vědu), 3 %
Institucionálně se podporuje činnost výzkumných a vývojových center, které jsou
administrativně spravovány určenou organizací (např. Los Alamos National Laboratory spravuje Univer-sity of California) a universit. Účelově se výzkumně-vývojová činnost podporuje
prostřednictvím programů.
Výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů má v USA již nejméně dvacetiletou tradici
/74/. Nový impuls ale získal vyhlášením „National Nanotechnology Initiative - NNI“ jako
součásti federálního rozpočtu na rok 2001 /75/.
14.1. NATIONAL NANOTECHNOLOGY INITIATIVE - NNI
Iniciativa podporuje dlouhodobý výzkum a vývoj v nanorozměrech, který by měl vést k zlomovým vědeckým objevům v oblastech jako jsou: materiály a jejich výroba, nanoelektronika,
medicína a zdravotní péče, životní prostředí a energetika, chemický a farmaceutický průmysl,
biotechnologie a zemědělství, počítačové technologie a informatika a národní bezpečnost.
Vliv nanotechnologií na zdraví, bohatství a život lidí by měl být minimálně stejně významný
jako kombinovaný vliv mikroelektroniky, využití počítačů v technice, syntetických polymerů
a moderních vyšetřovacích metod v minulém století. Tato nová federální iniciativa povede
k zvýšení finanční podpory výzkumu nanotechnologií téměř o dvojnásobek (prozatím cca 240
mil. USD v roce 2000). NNI předpokládá podporu základního výzkumu, vytváření vědeckých
center a sítí, Grand Challenges a rozvoje infrastruktury. Aktivity jsou vysoce rizikové, velmi
výnosné a zcela opodstatněné. Iniciativa rovněž vyzývá k novým přístupům k vzdělávání
a výchově budoucích pracovníků v oblasti nanotechnologií, ke zkoumání etických, právních
a sociálních aspektů nanotechnologií a rychlému transferu znalostí a technologií do praxe.
Předpokládá se, že mnoho problémů bude nutné řešit v horizontu příštích 20 let. V rámci NNI
byly zformulovány tyto základní vize (Grand Challenges):
l
Soustředit celý obsah kongresové knihovny (Library of Congress) v zařízení o velikosti
45
kostky cukru zvětšením kapacity pamětí počítačů do multiterabitové oblasti
l
Vyrábět materiály a výrobky způsobem bottom-up, t.j vytvářet je z atomů a molekul.
Tento způsob výroby by měl přinést materiálové úspory a méně polutantů
l
Vyvinout materiály desetkrát pevnější než ocel, při jejich zlomkové hmotnosti, pro
výrobu všech druhů dopravních prostředků, s cílem dosažení velkých úspor paliva
l
Zlepšit rychlost počítačů, účinnost tranzistorů a paměťových čipů milionkrát
l
Využít nanotechnologií pro označování rakovinných buněk a dopravu léků na postižená
místa
l
Odstraňovat jemné kontaminující látky z vody a vzduchu
l
Zdvojnásobit energetickou účinnost solárních článků
NNI byla podpořena pro fiskální rok 2001 částkou ve výši 497 mil. USD, z níž rozdělí NSF
217 mil. USD, DOD 110 mil. USD, DOE 96 mil. USD, NASA 20 mil. USD, DOC 18 mil.
USD a NIH 36 mil. USD. Podle zaměření výzkumu je rozdělení následující: základní výzkum
195 mil. USD, Grand Challenges 110 mil. USD, centra a sítě 77 mil. USD, výzkumná infrastruktura 87 mil. USD a etické, právní a sociální otázky problematiky 28 mil. USD. Přibližně
70 % z uvažované částky je na univerzitní základní výzkum.
14.2. MINISTERSTVO OBRANY (DOD)
Výzkum a vývoj Ministerstva obrany koordinuje několik agentur. V prvé řadě je to agentura
Ministerstva obrany DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), která podporuje zejména řešení netradičních a rizikových projektů s cílem dosažení fáze demonstrace
v prototypu nebo systému, dále pak agentury jednotlivých druhů vojsk: AFOSR (Air Force
Office of Scientific Research), ARO (Army Research Office), BMDO (Ballistic Missile
Defense Organization) a ONR (Office of Naval Research).
14.2.1 DARPA (DEFENSE ADVANCED RESEARCH PROJECTS AGENCY)
DARPA byla založena v roce 1958, krátce po vypuštění sovětského Sputniku. Je to značně
nezávislá organizace podřízená přímo ministru obrany. DARPA podporuje výzkum a vývoj
prostřednictvím 7 kanceláří: Advanced Technology Office (ATO), Defense Science Office
(DSO), Information Systems Office (ISO), Information Technology Office (ITO), Microsystems Technology Office (MTO), Social Projects Office (SPO) a Tactical Technology Office
(TTO) /76/. Každá z těchto kanceláří vyhlašuje samostatně nebo ve spolupráci s jinou kanceláří výzkumné programy, zpravidla na tři roky. V oblasti nanotechnologií a nanomateriálů
jsou to tyto programy:
14.2.1.1. DSO (Defense Science Office)
V oboru biologie jsou to dva programy:
l
Biosenzory na principu tkání (Tissue-Based Biosensors) - program podporující využití
buněk a tkání k detekci ohrožení biologickými zbraněmi.
l
BIO; INFO; MICRO Program - program vyhlášený ve spolupráci DSO, ITO a MTO,
je zaměřen na vytváření interdisciplinárních týmů výzkumníků v oblasti biologie (v
rozsahu od molekulární a buněčné úrovně až k organizmům a populaci), v oblasti mikrosystémových technologií (zahrnující mechaniku, fotoniku a elektroniku) a v oblasti
informačních technologií (zahrnující vytváření algoritmů, modelování a vývoj hardware).
46
Tyto týmy by se měly kolektivně zaměřit na hraniční oblasti biologie a dalších oborů.
Jsou definovány specifické oblasti zájmu.
V oboru materiálů je to pět z celkem 26 programů:
l
Magnetické materiály a zařízení (Magnetic Materials and Devices-Spintronics). Radiačně
odolné a stabilní magnetické paměti jsou velmi důležité pro strategické a vesmírné systémy. Současné paměti jsou těžké, rozměrné, potřebují velké množství energie a jsou
drahé. Cílem programu Spintronics je vývoj magnetických pamětí a senzorů založených
na obřím magnetickém odporu (GMR) a spinově závislých jevech tunelování v mnohovrstvých sendvičích, složených z magnetických a nemagnetických materiálů.
l
Molekulární elektronika (Molecular Electronic - Moletronic). Program je založen s cílem
podpory výzkumu ultraminiaturizace, vysoké funkčnosti a vysokých frekvencí elektronických systémů. Předpokládá se ověření možnosti integrace supramolekul, nanočástic
a uhlíkových nanotrubic při vývoji elektronických součástek.
l
SPINS (Spins In Semiconductors). Konvenční elektronika je založena na stupni volnosti
náboje elektronu. Cílem programu je využít tohoto jevu k vytvoření revolučních elektronických zařízení, která by mohla být velmi rychlá při nízké spotřebě energie.
l
Meta-materials. Metamateriály jsou novou skupinou technických nanokompozitů. Cílem
tohoto čtyřletého programu je vývoj a demonstrace nových metamateriálů, u kterých je
předpoklad pro vojenské využití. Zájem je soustředěn na dvě kategorie: - nízkofrekvenční
metamateriály (< 1 MHz) s vysokými magnetickými vlastnostmi pro silovou elektroniku,
elektrické pohony a výrobu energie s využitím magnetického pole; - vysokofrekvenční
metamateriály (> 1 MHz) s vynikajícími mikrovlnnými a optickými vlastnostmi pro
telekomunikaci a bezdrátový přenos energie. Předmětem výzkumu jsou jak teoretické
otázky, tak vývoj materiálů.
l
Konstrukční amorfní kovy (Structural Amorphous Metals-SAM) - program je zaměřen
na vývoj masivních amorfních slitin syntetizovaných při nízkých rychlostech ochlazování
nebo jinými způsoby, sestavení modelů predikujících jejich tvorbu, objevení vhodných
mikrostruktur odvozených z amorfního stavu a identifikaci a využití deformačních a lomových mechanismů v systémech založených na amorfním stavu. Materiálové systémy,
jež jsou předmětem zájmu, by měly být na bázi železa, hliníku, titanu, hořčíku a kovů
s vysokým bodem tání. Pokud jde o výrobní technologie, je zájem jen o ty způsoby,
které nabídnou ekonomickou výrobu masivních amorfních kovových materiálů ve tvaru
ple-chů, kovaných výrobků a odlitků. Cílem programu je též přesvědčivá demonstrace
použitelnosti SAM ve vojenských systémech.
14.2.1.2. MTO (Microsystems Technology Office)
MTO řídí v současné době několik programů, které zahrnují oblast nanotechnologií /77/.
Z nich lze upozornit zejména na následující programy:
l
Pokroková litografie (Advanced Lithography). Cílem tohoto nového programu je intenzivní výzkum možností vytváření objektů o rozměrech pod 100 nm a později pod 10
nm.
l
Pokroková mikroelektronika (Advanced Microelectronics). Cílem tohoto ambiciósního
programu je vytváření velikosti objektů o rozměrech až 25 nm, integrace dosahující 1012
tranzistorů na čipu a práce čipů při pokojové teplotě.
l
BioFlips. Cílem tohoto programu je demonstrovat technologie pro integrované biofluidní
47
mikroprocesory schopné rekonfigurace na čipu a samokalibrace zpětnou vazbou.
l
Velkoplošný tisk na molekulární úrovni (Molecular-level, Large-area Printing - MLP).
Cílem programu je hledat nové přístupy při vytváření velkoplošných (více než 10 cm2)
obrazců (patterns) s vysokou rozlišitelností (o rozměrech 10-100 nm, tj. na molekulové
úrovni) na plochých a zakřivených substrátech.
14.2.2. AFOSR (AIR FORCE OFFICE OF SCIENTIFIC RESEARCH)
AFOSR je součást Air Force Research Laboratory, která koordinuje základní výzkum
ve vojenském letectví a kosmonautice. Týká se to jak letadel a leteckého personálu, tak
informačních systémů, materiálů a jejich výroby, munice, pohonů, senzorů a vesmírných
doprav-ních prostředků a systémů /78/. Výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů je
podporován minimálně 8 let, od roku 1998 cílevědomě, mj. s využitím armádních programů
MURI (Multidisciplinary Research Program of the University Research Iniciative) a DURINT
(Defense University Research Initiative on Nanotechnology). Jde tedy o využití univerzitních
kapacit pro obranný výzkum. V programu DURINT, kterého se mohou účastnit jak univerzity,
tak konsorcia univerzit, bylo pro rok 2001 vypsáno 15 tématických oblastí /79/:
l
Stroje a motory o nanorozměrech
l
Biomolekulárně kontrolovaná tvorba nanoelektronických a nanomagnetických struktur
l
Energetika v nanooblastech
l
Charakterizace prvků, zařízení a systémů o nanorozměrech
l
Syntéza, čištění a funkcionalizace uhlíkových nanotrubic
l
Elektronická zařízení a struktury o nanorozměrech
l
Polovodiče s nanopóry - matrice, substráty a templety
l
Deformace, únava a lom nanostruktur
l
Nanostruktury pro katalýzu
l
Polymerové nanokompozity pro vysokorychlostní a vesmírné systémy
l
Organická nanofotonika a nanoelektronika
l
Kvantové počítání a kvantová zařízení
l
Rozpoznávání molekul a přeměna signálů v biomolekulárních systémech
l
Syntéza a modifikace nanostrukturních povrchů
l
Magnetické nanočástice pro použití v biotechnologii
Granty jsou poskytovány jak na nákup zařízení, tak na řešení projektů a mohou je udělovat
tyto vojenské agentury (ARO, ONR, AFOSR a DARPA).
14.2.3. ARO (ARMY RESEARCH OFFICE)
ARO byla ustavena v roce 1951 s cílem vytvářet podmínky pro vědecké a technické
objevy, které by zvyšovaly akceschopnost armády. Granty jsou nabízeny jak univerzitám
a neziskovým institucím, tak soukromým podnikům a jsou udělovány formou soutěží. Oblast,
která je podporována, je velmi široká. Podpora nanotechnologií a nanomateriálů není mimo
program DURINT adresná, ale je prováděna v řadě programů dvou ředitelství - pro fyzikální
vědy a technické vědy. Např. ve fyzice je vyhlašován od roku 1999 program „Nanovědy“
s těmito prioritami: nanosondy, nanomateriály (samoskládání nanostruktur a nanofabrication),
48
klastry, nanokompozity a technologie fotonických pásů). Další programy zahrnující nanotechnologie a nanomateriály jsou vyhlašovány v oblasti chemie, biologie, materiálových věd,
elektroniky apod. /80/.
14.2.3. BMDO (BALLISTIC MISSILE DEFENSE ORGANIZATION)
BMDO je zodpovědná za řízení a kontrolu programů v oblasti balistické raketové obrany jak
operační, tak národní a za prováděný výzkum a vývoj technologií, které souvisejí s dlouhodobou raketovou obranou. BMDO využívá služeb vojenských organizací, Ministerstva energetiky, soukromých podniků, univerzit a výzkumných ústavů. Nanotechnologie a nanomateriály jsou podporovány v rámci programu „Vývoj pokrokových technologií - Advanced Technology Development Program“. Již v roce 1996 byla publikována studie „Nanotechnology:
Products for the Materials World“. Podpora je zaměřena zejména na elektronická zařízení,
litografii a materiály /81/.
14.2.4. ONR (OFFICE OF NAVAL RESEARCH)
ONR koordinuje, realizuje a podporuje vědecké a technické programy amerického námořnictva /82/. Využívá se služeb univerzit, výzkumných ústavů, soukromých firem a dceřinného
ústavu „Naval Research Laboratory“ (3300 zaměstnanců). Výzkum nanotechnologií a
nanomateriálů je podporován více než 10 let. Některé současné vybrané výzkumné programy:
l
Elektronika v nanorozměrech (Nanoscale Electronic). Cílem programu je studium
elektronických, optických a magnetických vlastností polovodičů magnetických struktur
v rozměrech nanometrů. Zařízení, která jsou předmětem zájmu jsou: kvantové jámy,
kvantové tečky, jednoelektronové tranzistory, spinové tranzistory, magneto-odporová
zařízení aj.
l
Pevná fáze a materiálová chemie (Solid State and Materials Chemistry). Program je zaměřen na revoluční koncepce a nepodporuje koncepce evoluční. Podporuje se základní
výzkum v chemii spojený s výzkumem samoorganizace a samoskládání v nanorozměrech, funkční molekulární systémy, materiály, povrchy, vnitřní povrchy, tenké filmy, syntézu, diagnostiku atd. Speciální zájem je o projekty týkající se termoelektrických materiálů, molekulární elektroniky, studia a technologie uhlíkových nanotrubic a nanosystémů
s komlexní funkcionalitou.
l
Magnetické materiály (Magnetic Materials). Cílem programu je výzkum a vývoj nových
magnetických materiálů, např. feritů a dalších magnetických oxidů, struktur s obřím magnetickým odporem, tenkých filmů a nanostruktur s novými magnetickými vlastnostmi.
l
Biosenzory (Biosensors). Cílem programu je podpora výzkumu a vývoje zařízení reagujících ve vteřinách, provádějících mnohonásobnou analýzu na nanomolekulární úrovni za
přítomnosti komplexů, které jsou přítomny v mořském prostředí.
14.2.4.1. Naval Research Laboratory - NRL
NRL je ústřední laboratoř amerického námořnictva /83/, která provádí multidisciplinární
vědecký výzkum a technologický vývoj pro aplikaci v mořských podmínkách. Laboratoř se
angažuje rovněž ve výzkumu nanotechnologií, např. ve své sekci „Povrchové nanovědy a
senzorové technologie“. Současné oblasti výzkumu: struktura povrchu polovodičů a mezifází,
nanomechanika povrchů, interakční síly biomolekul, pokrokové biosenzory, kvantitativní
analýza povrchu, Langmuir-Blodgettovy filmy apod.
49
14.3. MINISTERSTVO ENERGETIKY (DOE)
Ministerstvo energetiky podporuje ve velkém rozsahu jak základní, tak aplikovaný výzkum
prostřednictvím řady sekcí a kanceláří (offices). K nejdůležitějším patří Office of Energy
Efficiency and Renewable Energy (EERE) /84/, v rámci které pracují např. Office of
Industrial Technologies (OIT), Office of Power Technologies (OPT), Office of Transportation
Technologies (OTT) a další. Orientovaný základní výzkum je podporován Office of Science
(SC) /85/, v rámci které vyvíjejí např. činnost Office of Basic Energy Sciences (BES), která
podporuje více než 2400 vědeckých a výzkumných pracovníků v 200 amerických výzkumných organizacích, Office of High Energy and Nuclear Physics (HENS), která podporuje
cca 3000 pracovníků a studentů ve více než 100 univerzitách a národních laboratořích spravovaných DOE, Office of Computational and Technology Research (CTR), která se zaměřuje
na dlouhodobý výzkum počítačů a technologií, Office of Biological and Environmental
Research (BER) a další.
DOE spravuje činnost velkých výzkumných zařízení jako jsou např. Argonne National
Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory, Oak Ridge
National Laboratory, Sandia National Laboratory, Ames Laboratory a řada dalších.
14.3.1. DOE A NANOTECHNOLOGIE
Výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů podporuje a řídí Office of Basic
Sciences (BES) prostřednictvím svých pěti divizí: materiálové vědy, technické vědy, chemické vědy, geovědy a biovědy. V souvislosti s NNI byla otevřena web stránka s názvem „BES
and the National Nanotechnology Initiative“ /86/.
DOE podporuje výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů více než 15 let. Byly
již dosaženy cenné výsledky, jako např. zlepšené vlastnosti nanokrystalů pro pokrokovou
katalýzu, vývoj nanokompozitů a superkondenzátorů, syntéza vrstvených struktur pro elektroniku, nové magnety a povrchy s definovanou tvrdostí. Byl rovněž vyvinut kompozit hliníku
s nanočásticemi oxidu hlinitého, přičemž bylo dosaženo otěruvzdornosti na úrovni nejlepší
ložiskové oceli atd. Národní laboratoře věnují neustále část své kapacity výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů. I velká výpočetní střediska spravovaná DOE přispívají k objevům
v oblasti nanotechnologií, zejména modelováním procesů a struktur.
Na základě nové NNI byly zformulovány následující široce zaměřené cíle:
l
Získat základní vědecké poznatky jevů v nanorozměrech, zejména kolektivních jevů
l
Dosáhnout schopnosti vytvářet a syntetizovat materiály na atomové úrovni pro výrobu
materiálů s požadovanými vlastnostmi a funkcemi
l
Získat základní poznatky o procesech, kterými živé organizmy vytvářejí materiály
a funkční komplexy a použít tyto poznatky jako návody výzkumných prací a pro hodnocení postupu prací při syntetizování struktur
l
Vyvinout nástroje pro charakterizaci výsledků experimentů a teoretické, modelovací
a simulační nástroje, nezbytné pro realizaci revoluce v nanorozměrech
Pro rok 2001 byly vypsány dva nové programy z oblasti nanotechnologií a nanomateriálů:
l
50
Program „Nanoscale Science, Engineering, and Technology (NSET)“, určený na podporu
výzkumných skupin v laboratořích DOE. Návrhy projektů ze všech oblastí by neměly
přesáhnout 2 mil. USD a v prvé etapě by měly trvat čtyři roky, počínaje rokem 2001.
Rozpočet programu pro rok 2001 je 18 mil. USD
Program stejného názvu, Notice 01-03, byl adresován široké odborné veřejnosti. Rozpočet
programu pro rok 2001 je rovněž 18 mil. USD.
Z probíhajících programů, ve kterých se řeší projekty z oblasti nanotechnologií a nanomaterálů
lze jmenovat:
l
Tvrdé a otěruvzdorné povrchy
l
Kovová skla
l
Fotovoltaika
l
Nanostrukturní materiály pro použití v energetice
l
Atomová, molekulární a optická fyzika (AMOP)
l
Katalýza a chemická přeměna
l
Fotochemie a radiační výzkum
l
Separace a analýza
l
Biomateriály a biokatalýza
l
14.3.2. NÁRODNÍ LABORATOØE A NANOTECHNOLOGIE
Do výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů jsou zapojeny především tyto laboratoře:
l
Sandia National Laboratories
l
Lawrence Berkeley Laboratory
l
Argonne National Laboratory
l
Los Alamos National Laboratory
l
Lawrence Livermore Laboratory
l
Brookhaven National Laboratory
l
Idaho National Engineering and Environmental Laboratory
l
Pacific Northwest National Laboratory
l
Oak Ridge National Laboratory
l
National Renewable Energy Laboratory
14.3.2.1. Sandia National Laboratory (SNL)
SNL je národní bezpečnostní laboratoř spravovaná pro DOE firmou Lockheed Martin Co.
Hlavní oblasti výzkumu a vývoje: nukleární zbraně (nenukleární části), energetika a kritická
infrastruktura, nešíření jaderných zbraní a kontrola štěpného materiálu, vznikající hrozby
(vojenské i ekonomické) /87/.
Výzkumem nanotechnologií a nanomateriálů se zabývají v Centru fyzikálních a chemických věd oddělení „Nanostructure and Advance Materials Chemistry“ (nanoklastry, jevy za
vysokých tlaků, feroelektrika apod.), „Nanostructure and Semiconductor Physics“ (vývoj
nových nanostruktur a koncepcí pro nanoelektroniku, fotoniku, mikrooptické vnímání apod.),
„Biomolecular Materials and Interfaces“, STM lab. aj.
14.3.2.2. Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)
LBNL, celým názvem Ernest Orlando Lawrence National Laboratory, byla založena v roce
1931. Laboratoř je známá jako „Mekka částicové fyziky“ a její pracovníci získali doposud
51
9 Nobelových cen. Široce prováděný výzkumný program je zaměřen zejména na pokrokové
materiály, vědy o živé přírodě, využití energie, detektory a urychlovače /89/.
Výzkumem nanotechnologií a nanomateriálů se zabývají divize materiálových věd (fullereny),
divize chemických věd, divize věd o živé přírodě a divize fyzikálních biověd (mole-kulární
motory a stroje).
V laboratoři působí National Center for Electron Microscopy (NCEM) založené v roce 1983.
Centrum nabízí možnost využití unikátních špičkových zařízení, umožňujících pozorování
a analýzu na atomové úrovni /90/. V současné době většina prováděných zkoumání patří do
oblasti nanotechnologií.
14.3.2.3. Argonne National Laboratory (ANL)
ANL byla založena v roce 1946 a jejím původním cílem byl vývoj atomových reaktorů pro
mírové účely. Prováděné práce lze rozdělit do čtyř velkých kategorií:
l
Základní výzkum v oblasti materiálových věd, fyziky, chemie, biologie, fyziky vysokých
energií, matemateické a počítačové vědy
l
Vědecká zařízení, jako např. pokrokový zdroj fotónů, tandemový lineární urychlovací
sytém, zdroj intenzivních pulsů neutronů apod.
l
Výzkum zdrojů energie (pokrokové baterie, palivové články atd.)
l
Řešení problémů životního prostředí (alternativní zdroje energie, skladování nebezpečného odpadu, elektrometalurgické zpracování použitého nukleárního paliva, dekontaminace a likvidace vysloužilých atomových reaktorů)
Z celé řady divizí se nanotechnolgiemi a nanomateriály zabývají divize materiálových věd,
divize biověd, chemická divize a fyzikální divize /91/.
Je ohlášen projekt zřízení Argonne Nanotechnology Institute v roce 2002, podporovaný
státem Illinois.
14.3.2.4. Los Alamos National Laboratory (LANL)
LANL byla založena v roce 1943 a její pracovníci se rozhodujícím způsobem podíleli na
vývoji atomové bomby. Je jedním z největších vědecko-výzkumných ústavů na světě s ročním
rozpočtem cca 1,2 mld. USD. Zaměstnává 6800 stálých zaměstnanců a dalších asi 2800 na
kontrakty. Je pro DOE spravována University of California.
Nanotechnologie a nanomateriály se zkoumají zejména v Centru materiálové vědy (Center
for Materials Science-CMS), dále divizi chemie a divizi biologie /92/. Výzkum je zaměřen
na 6 oblastí: nanomateriály a nanochemie, nanobiovědy, teorie a modelování, zařízení pro
charakterizaci v nanorozměrech, nanozařízení a senzory a nanosyntéza.
14.3.2.5. Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)
LLNL byla založena v roce 1949 jako zařízení pro provádění výzkumu v mnoha oborech
(astronomie, biologie, chemie, geologie, výzkum fúze, energetika, zdraví a bezpečnost, lasery
a optika, materiálové vědy, fyzika, zbraně a obranné technologie aj.) /93/. Výzkum v oblasti
nanotechnologií a nanomateriálů probíhá již delší dobu a úspěchů bylo dosaženo zejména při
výzkumu nanomateriálů, např.vývoj technologie postupné depozice tenkých vrstev (0,2 nm)
magnetronovým naprašováním až do tloušťky 0,5 mm (50000 jednotlivých vrstev) na ploše
až 700 cm2. Vyhlášením NNI dostal výzkum nanotechnologií a nanomateriálů v LLNL nový
52
impuls vytvořením střediska, které bude koordinovat doposud nezávisle probíhající výzkum
v jednotlivých vědních divizích.
14.3.2.6. Brookhaven National Laboratory (BNL)
BNL byla založena v roce 1947. Jejím hlavním posláním je výzkum atomového jádra,
k němuž má patřičné vybavení /94/. V loňském roce vedení laboratoře zareagovalo na vyhlášení NNI ustavením Komise pro nanotechnologie, která sestává ze zástupců řady útvarů.
Cílem činnosti komise je koordinovat výzkum v oblasti nanotechnologií, který je značně interdisciplinární. BNL se angažuje ve třech hlavních oblastech: přenos náboje v nanorozměrech
(např. přenos náboje přes nanokrystalinické polovodičové filmy, měření pohybu náboje
v molekulárních drátcích apod.), reaktivita v nanorozměrech (příprava, charakterizace a chemie kovových nanočástic) a využití velkých zařízení laboratoře (např. National Synchrotron
Light Source, Laser Electron Accelerator Facility, řady mikroskopů).
14.3.2.7. Idaho National Engineering and Environmental Laboratory
(INEEL)
INEEL byla založena v roce 1949 jako teritoriálně izolované pracoviště pro výzkum různých
typů atomových reaktorů. Rozkládá se na ploše 2300 km2 a je zde zaměstnáno asi 9000
pracovníků /95/. V roce 1974 převzala přívlastek „národní laboratoř“, protože se začala orientovat i na nenukleární výzkum. Hlavní oblasti výzkumu jsou: zpracování surovin, problémy
životního prostředí, problémy využitého jaderného paliva, zpracování odpadů, pokroková
výroba, alternativní zdroje energie, dopravní technologie. Výzkum v oblasti nanotechnologií
a nanomateriálů se provádí v divizích biotechnologie, materiálové vědy a senzory a zařízení.
14.3.2.8. Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)
PNNL byla založena v roce 1965 jako zařízení pro výzkum řady oborů v oblasti národní
bezpečnosti, energetiky a lidského zdraví /96/. Laboratoř se intenzivně zabývá výzkumem
nanomateriálů a nanobiologie, ve spolupráci s Brookhaven National Laboratory, National
Renewable Energy Laboratory a Oak Ridge National Laboratory. Výzkum se zaměřuje
na vývoj zlepšených metod chemické separace použitím nanoporézních materiálů, použití
nanomateriálů v senzorech a při fotokatalýze, na zkoumání vlastností nanobiologických
systémů jako jsou enzymy a jiné proteiny, charakterizaci jednotlivých nanočástic, modelováním struktury a jiných fyzikálních veličin systémů v nanorozměrech, syntézou a charakterizací nových struktur nanokrystalických oxidických filmů atp. PNNL založila ve spolupráci
s University of Washington Joint Institute for Nanoscience & Nanotechnology.
V rámci PNNL působí rovněž Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), která
také podporuje a provádí výzkum v oblasti nanotechnologií.
14.3.2.9. Oak Ridge National Laboratory (ORNL)
ORNL byla založena v roce 1943 (původní název Clinton Laboratory) jako poloprovoz pro
výrobu a separaci plutonia pro projekt Manhattan. V současné době se v laboratoři provádí
rozsáhlý výzkum v řadě oborů jako jsou: biologie, chemie, využití počítačů, strojírenský výzkum, výzkum životního prostředí, materiály, fyzika a sociální vědy. Počet zaměstnanců je asi
5000 a ročně zde pracuje na 4000 hostů-výzkumných pracovníků /97/.
Výzkum v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů byl popsán v /98/ a /99/. Z článků
vyplývá, že na výzkumu se podílí řada divizí ORNL, např. Solid State Division, Engineering
53
Technology Division, Life Sciences Division, Metals and Ceramics Division, Fusion Energy
Division, Computer Physics and Mathematics Division, Center for Engineering Science
Advanced Research (CESAR), Chemical Technology Division aj. Rozsáhlý výzkum,
směřující k praktickým aplikacím, je orientován např. na uhlíkové nanotrubice, nanoelektonická zařízení, keramické nanoprášky, nanokompozitní povrchy, kvantové tečky, kapky a
jamky, samoskládající se kopolymery atd.
14.3.2.10 National Renewable Energy Laboratory (NREL)
NREL byla založena v roce 1974 jako Solar Energy Research Institute. Byla to reakce na
ropné krize a ropné embargo. Posláním laboratoře je provádět výzkum obnovitelných zdrojů
energie a účinnosti využití energie. Výzkumné programy: biopaliva, energie z biomasy,
energie a budovy, solární výzkum, hybridní elektrická vozidla, výzkum vodíku, výzkum fotovoltaik. Provádí se jak základní, tak aplikovaný výzkum. Výzkum v oblasti nanotechnologií
a nanomateriálů se provádí v Centru základních věd (materiálové vědy, fotokonverze, biotechnologie, počítačové materiálové vědy, elektrokatalýza atd.), v Centru pro měření a charakte-rizaci a dalších útvarech /100/.
14.4. MINISTERSTVO OBCHODU (DOC)
Ministerstvo obchodu má ve své kompetenci m.j. i podporu výzkumu a vývoje. Je to výzkum
arktických oblastí, výzkum klimatologický, výzkum v oblasti měr, vah a technologií, přenos
výsledků orientovaného základního výzkumu do praxe, rozvoj výzkumné a inovační infrastruktury v jednotlivých státech USA, národní technické informační služby aj.
Hlavní výzkumnou organizací DOC je National Institute of Standards and Technology
(NIST), založený již v roce 1901 jako National Bureau of Standards. Se svými cca 3300 pracovníky, ročním rozpočtem asi 800 mil. USD a významným posláním v oblasti standardizace,
měření a vážení a vývoje a aplikace technologií patří ústav k nejdůležitějším výzkumným
organizacím ve Spojených státech /101/.
14.4.1. NIST A NANOTECHNOLOGIE
NIST je v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů aktivní nejméně deset roků, zejména
v oborech magnetismus, tepelné a mechanické vlastnosti, metrologie, termodynamika, tenké
filmy, senzory, analýza složení, spékání a zpracování materiálů. V současné době těžiště
prací spočívá ve vývoji nových metod měření na atomové úrovni, výzkumu nanotechnologií
a standardizaci, která je nezbytná pro převod nanotechnologií do výrobní praxe, zejména s
cílem zajištění jakosti výrobků založených na nanotechnologiích /102/. Výzkumných prací se
účastní především následující laboratoře:
l
Electronic and Electrical Engineering Laboratory (národní elektrické standardy, supravodivost, optoelektronika, polovodiče)
l
Manufacturing Engineering Laboratory (metrologie v molekulárních rozměrech, charakterizování ultrajemných povrchů, vytváření nanostruktur pomocí STM, AFM apod.)
l
Chemical Science and Technology Laboratory (chemická analýza v nanorozměrech)
l
Physics Laboratory (teorie fyzikálních jevů v nanorozměrech, studium spinové a kvantové elektroniky, vytváření nanostruktur použitím atomové optiky)
l
Materials Science and Engineering Laboratory (studim magnetických nanostruktur)
54
l
Building and Fire Research Laboratory (hořlavost nanokompozitů, modelování struktury a vlastností materiálů na bázi cementu, charakterizace povrchů, rozhraní a mezifází
systémů materiálů na bázi polymerů v nanorozměrech)
14.4.2. ADVANCED TECHNOLOGY PROGRAM (ATP)
NIST koordinuje již deset let existující úspěšný program ATP zaměřený na přenos výsledků
výzkumu do praxe. Jeho motto je „Inovacemi k prosperitě“. Specifické podmínky pro účast
v programu (podílové financování, účast soukromých firem atd.), způsob hodnocení projektů,
seznam řešených projektů, dosažené úspěchy a další informace jsou dostupné na /103/. V programu ATP je možné navrhovat projekty v rámci probíhajících tzv. fokusovaných programů
a do zásobníku námětů programů. Náměty programů se přijímají nepřetržitě a po konzultacích
se zástupci průmyslu, univerzit a národních laboratoří jsou vyhlašovány jako fokusované programy. V současné době probíhá 17 programů a diskutuje se 16 námětů programů.
14.4.2.1. ATP a nanotechnologie
V probíhajících programech lze identifikovat tyto programy, v rámci kterých se řeší projekty
z oblasti nanotechnologií a nanomateriálů:
l
Inženýrství tkání (od roku 1998)
l
Výroba optoelektronických zařízení (od roku 1997)
Mezi náměty programů nalezneme následující programy:
l
Nano a MEMS technologie pro chemické biosenzory
l
Litografie polovodičů
l
Technologie mikrosystémů a nanosystémů
l
Nanotechnologie a biomolekulární elektronika
14.5. MINISTERSTVO DOPRAVY (DOT)
Výzkum a vývoj je v Ministerstvu dopravy řízen a podporován v rámci činnosti nejméně
devíti agentur, zaměřených např. na letectví, dálniční dopravu, železniční dopravu, námořní
dopravu, bezpečnost dopravy, snižování emisí, alternativní pohony atd. Výzkum dopravní
infrastruktury a zařízení podporuje FTA (Federal Transit Administration), výzkum vysokorychlostní železniční dopravy řídí FRA (Federal Railroad Administration), MARAD
(Maritime Administration) se zaměřuje např. na výzkum palivových článků, FMCSA (Federal
Motor Carrier Safety Administration) podporuje rozsáhlý výzkum bezpečnosti motorových
dopravních prostředků, zahrnující výzkum lidského faktoru, únavy materiálů, otázky přepravy
nebezpečných nákladů atd., NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) se
zaměřuje komplexně na dopravu na dálnicích, FHWA (Federal Highway Administration)
řídí např. výzkumný program „Inteligentní dopravní systémy/Intelligent Vehicle Iniciative).
Podporu výzkumu multimodálního dopravního systému zajišťuje Agentura pro výzkum
a speciální programy (Research and Special Programs Administration - RSPA) /104/, založená
v roce 1977. Podporuje především interdisciplinární výzkum a další aktivity dlouhodobějšího
charakteru zejména v oblastech:
l
Výzkum a technologie pokrokové intermodální dopravy
l
Řízení dopravy
55
l
Ochrana lidí před nebezpečím při dopravě škodlivých látek
l
Bezpečnost potrubní dopravy (plynovody, naftovody apod.)
l
Způsob přípravy občanů na dopravní havarijní situace
l
Výchova a technická pomoc v dopravní bezpečnosti
Na základě určité kritiky, RSPA zintenzivněla podporu zejména rizikového, dlouhodobě orientovaného výzkumu na podporu dopravních systémů 21. století v následujících oblastech:
l
Lidská činnost a chování
l
Pokrokové materiály
l
Počítače, informace a komunikační systémy
l
Energie a životní prostředí
l
Senzory a měření
l
Nástroje pro modelování dopravy, konstruování a navrhování
Uvedené oblasti se zkoumají např. v programu „Advanced Vehicle Technologies Program“
(AVP), jehož hlavními cíli jsou: snížení emise vozidel, významné zvýšení účinnosti paliva,
podpora amerického průmyslu v oblasti pokrokových vozidel, zvýšení akceptace pokrokových vozidel veřejností. V podstatě se podporuje výzkum a vývoj elektrických a hybridních
elektrických vozidel. Program je plánován do roku 2004. Ve vyhlášení k přijímání návrhu
projektů na rok 2001 je mj. uveden obor: nanotechnologie pro pokrokové materiály, které
vý-znamně zlepší parametry elektrických a hybridních elektrických vozidel.
RSPA podporuje výzkum pokrokových materiálů, který je zaměřen především na kompozitní materiály a konstrukční materiály s výhodným poměrem pevnost/hmotnost (program
CONMAT).
Součástí agentury je Volpe National Transportation Center, výzkumná organizace založená
v roce 1970 pro provádění především strategického výzkumu v dopravě /105/. DOT podporuje rovněž řadu dopravních center (ústavů) na amerických univerzitách.
Výraznější orientace na nanotechnologie a nanomateriály začala v roce 1999 několika
stu-dijními pracemi Volpe Center, které posuzovaly možnosti MEMS a nanotechnologií
v dopravě /106/. Diskutováno bylo mj. použití uhlíkových nanotrubic (např. v bateriích,
inteligentních oknech apod.), nanopovlaků a nanokompozitů. Studie došly k závěru, že úloha
DOT při podpoře výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů by měla spočívat v podstatném
zvýšení bezpečnosti veřejné dopravy, např. vývojem inteligentních senzorů zabraňujících
haváriím, vývojem neoslňujících oken vozidel z materiálů zpevněných nanočásticemi, vývojem letištních detektorů zbraní, biologických a chemických látek, senzorů monitorujících
konstrukční integritu kolejišť atd. V nedávné době byl zahájen jeden z programů v oblasti výzkumu senzorů a měření „Micro/Nano Devices“, ve spolupráci s DOD, NSF, výrobci vozidel,
komponent a zařízení a univerzit.
14.6. NÁRODNÍ ÚSTAVY ZDRAVÍ (NIH)
Činnost NIH byla zahájena v roce 1887 jako Laboratory of Hygiene v jedné místnosti.
V současné době je NIH jedno z nejprestižnějších světových center lékařského výzkumu
a středisko amerického lékařského výzkumu. NIH je jedna z osmi zdravotních agentur, které
jsou začleněny do Ministerstva zdravotnictví (Department of Health and Human Services).
Sestává z 27 oddělených součástí, většinou ústavů a center a zaměstnává cca 15600 lidí, z
56
toho 4000 vědců a výzkumníků. Rozpočet vzrostl z původních 300 USD ročně v roce 1887
na 20,3 mld. USD v roce 2001 /107/.
Základním posláním NIH je zodpovědné rozdělování přidělených veřejných prostředků
na podporu a provádění biomedicínského výzkumu. Asi 82 % prostředků se rozděluje
prostřednictvím grantů a kontraktů na podporu výzkumu a výuky ve více než 2000 výzkumných pracovištích USA v tzv. „NIH Extramural Research Programs“. Asi 10 % prostředků
rozpočtu jde na „Intramural Research Program“, tj. na podporu výzkumu v ústavech a centrech NIH. Ročně se zde řeší cca 2000 projektů. 8 % rozpočtu je na administrativní podporu
obou programů.
OER (Office of Extramural Research) provozuje databázi CRISP (Computer Retrieval of
Information on Scientific Projects), ve které je uvedena i řada abstraktů projektů z oboru nanotechnologií a nanomateriálů. Např. projekt „Mechanické a povrchové vlastnosti nanotrubic“, řešený na University of North Carolina, byl zahájen již v roce 1984 a byl ukončen v
květnu 2001. Z toho vyplývá, že oboru nanomateriály a nanotechnologie se v NIH věnuje
dlouhodobá pozornost.
V prosinci 1999 19 ústavů a center NIH, spojených do konsorcia s názvem „The NIH Bioengineering Consortium (BECON)“, vyhlásilo výzvu „Bioengineering Nanotechnology Initiative“, zaměřenou na malé inovativní firmy, v rámci federálního programu SBIR (Small Business Innovation Research). Pro rok 2000 a další léta vyhlásilo BECON další výzvu k zasílání
žádostí o přidělení grantů v oborech nanovědy a nanotechnologie /108/. Vědci a výzkumníci
byli vyzváni k podávání návrhů na:
l
vývoj nových prostředků pro objasnění biologických principů podstatných pro vývoj
a implementaci nanostrukturních materiálů pro použití v lékařství
l
transfer výsledků v oblasti nanotechnologií, získaných v jiných vědních a technických
oblastech, pro aplikace při prevenci, zjišťování, diagnostikování a léčení chorob a zdravotních potíží
V dokumentu se uvádí, že návrhy výzkumných projektů z oblasti nanotechnologií lze podávat
v dalších osmi probíhajících výzkumných programech (např. ve třech týkajících se výzkumu
rakoviny).
14.7. NÁRODNÍ SPRÁVA PRO LETECTVÍ A KOSMONAUTIKU
(NASA)
NASA zahájila svou činnost v roce 1958. Její činnost je mnohostranná, od výzkumu
země až po vesmírné mise. NASA podporuje výzkum v mnoha oblastech prostřednictvím
vyhlašovaných programů. Mezi nejdůležitější oblasti patří vědy o zemi, vědy o živé přírodě,
mikrogravitace, výzkum vesmíru aj. /109/. Vyhlašují se i programy typu MURAD (Minority
University Research and Education) pro výzkumné pracovníky a studenty amerických menšin
a SBIR/STTR pro malé a střední podniky. Výzkumné programy, ve kterých lze přihlašovat
projekty z oblasti nanotechnologií a nanomateriálů, vyhlašuje většinou Office of Biological
and Physical Research (OBPR). Např. začátkem ledna 2001 byl vyhlášen ve spolupráci s
NIH program „Fundamental Technologies for the Development of Biomolecular Sensors“,
ve kterém se počítá s využitím nanotechnologií a nanomateríálů (nanočástic apod.). Jiným
programem vyhlášeným v srpnu 2000 je „Cellular and Macromolecular Biotechnology“.
NASA spravuje 15 velkých výzkumných a zkušebních center, např. zkušební centra Kennedy
Space Center, Johnson Space Center v Houstonu aj. a výzkumná centra Ames Research
Center v Moffett Field, CA, Glenn Research Center v Clevelandu, Langley Research Center
57
v Hamptonu, VA, aj. Výzkum nanotechnologií se provádí zejména v Ames Research Center.
14.7.1. AMES RESEARCH CENTER
Ames Research Center bylo založeno v roce 1939 tehdejší National Advisory Committee in
Aeronautics a v roce 1958 přešlo pod správu NASA. Centrum se zaměřuje na tři specifické
oblasti:
l
Informační technologie
l
Letecké operační systémy, řízení letového provozu, technologie využívající rotoru, aerodynamika
l
Astrobiologie, včetně technologických aspektů
Výzkumná činnost v oblasti nanotechnologií byla zahájena začátkem roku 1996 a vyústila ve
zřízení Center for Nanotechnology (CNT) /110/. Základním úkolem centra je vývoj nových
koncepcí nanotechnologií pro NASA se zaměřením na elektroniku, počítače, senzory a miniaturizaci všech systémů, např. pro výpočetní palubní systémy s autonomní inteligencí, vysoko
kapacitní počítače (tera a peta flops), vesmírné mikrosondy, „myslící“ vesmírné sondy, mikroa nanovozidla pro výzkum planet aj.
V oblasti nanoelektroniky a počítání se práce zaměřují na molekulární elektroniku a fotoniku
(optoelektroniku), architekturu počítačů a montáž.
V oblasti senzorů je to detekce života, zdraví a bezpečnost posádky a funkčnost dopravních
prostředků.
V oblasti konstrukčních materiálů se práce zaměřují na kompozity, multifunkční materiály
a samouzdravování.
Současné výzkumné projekty: řízený růst uhlíkových nanotrubiček pro aplikaci v zařízeních
a displejích, velkoobjemová výroba uhlíkových nanotrubiček, charakterizace uhlíkových
na-notrubiček, vývoj senzorů pro astrobiologii, vývoj biosenzorů pro diagnostiku rakoviny, využití uhlíkových nanotrubiček jako sond pro sondovou mikroskopii, proteinové
nanotrubičky aj.
14.8. NÁRODNÍ AGENTURA PRO OCHRANU ŽIVOTNÍHO
PROSTØEDÍ (EPA)
Posláním EPA je ochrana zdraví obyvatel USA a jejich životního prostředí (vzduchu, vody
a země). Její působnost je federální. Její činnost je mnohočetná, včetně navrhování zákonů
a podpory výzkumu a vývoje životního prostředí. EPA vznikla spojením několika organizací
v roce 1970. Výzkum a vývoj je řízen a podporován ORD (Office of Research & Development) /111/.
14.8.1. ORD
Posláním ORD je zajišťovat špičkový výzkum a pečovat o optimální využití výsledků vědy
a techniky pro naplňování hlavní úlohy EPA. Pro nejbližších 10 let byl zpracován strategický
plán, který obsahuje hlavní cíle ORD, vědecké priority a rovněž plán realizace výsledků výzkumu. ORD řídí činnost čtyř výzkumných center (National Exposure Research Laboratory
(NERL), National Health & Environmental Effects Research Laboratory (NHEERL),
National Center for Environmental Assesment (NCEA) a National Risk Management Research Laboratory (NRMRL)).
Externí výzkum řídí National Center for Environmental Research (NCER). Podporuje výzkum v řadě center zřízených většinou na univerzitách (36 center) /112/ a plní rovněž funkci
58
grantové agentury.
14.8.2. EPA A NANOTECHNOLOGIE
EPA, jako jeden z příjemců finančních prostředků z NNI, podporuje výzkum nanotechnologií
a nanomateriálů. V rámci dlouhodobě koncipovaného programu STAR (Science To Achieve
Results) byla pro rok 2001 vyhlášena výzva „Exploratory Research to Anticipate Future
Environmental Issues“, jehož prvá část je zaměřena na výzkum a aplikaci nanotechnologií
a nanomateriálů při řešení problémů životního prostředí /113/. Výzkum by se měl přednostně
orientovat na čtyři oblasti:
l
Syntéza a zpracování
l
Charakterizace a manipulace
l
Modelování a simulace
l
Zařízení a systémy
Uvádějí se následující příklady: účinná a rychlá biochemická in situ detekce a zmírnění vlivu
polutantů a specifických patogenů v životním prostředí; výzkum nukleačních procesů ve vodě
a vzduchu a procesu mineralizace; odstranění nejjemnějších kontaminantů ve vodě (pod 300
nm); omezení emise nanočásticových polutantů u zdrojů; molekulární syntéza nových katalyzátorů pro průmyslové procesy; vývoj reaktivních povlaků ničících toxické sloučeniny aj.
Výzkum nanotechnologií se provádí i ve výzkumných centrech řízených přímo ORD. Např.
NHEERL sleduje a zkoumá problémy v oblasti bioinformatiky a uspořádaných souborů
DNA.
14.9. NÁRODNÍ NADACE PRO VÌDU (NSF)
NSF je nezávislá vládní agentura zodpovědná za podporu vědy a techniky a podporu
vzdělávání a výchovu odborníků. Byla založena zákonným aktem před 50 lety. V roce 2001
podporuje částkou cca 4,6 mld. dolarů více než 21000 výzkumných a vzdělávacích projektů.
Cílem podpory jsou univerzity a jiné vysoké školy, akademická konsorcia, neziskové organizace, malé, zejména inovativní podniky a v řídkých případech i zahraniční organizace.
Administrativně je NSF rozdělena na 8 ředitelství, které se dále dělí na divize /114/:
l
Ředitelství pro biologické vědy (Directorate for Biological Sciences - BIO)
l
Ředitelství pro počítačovou a informační vědu a techniku (Directorate for Computer and
Information Science and Engineering - CISE)
l
Ředitelství pro vzdělávání a lidské zdroje (Directorate for Education and Human
Resources - EHR)
l
Ředitelství pro techniku (Directorate for Engineering - ENG)
l
Ředitelství pro vědy o zemi (Directorate for Geosciences - GEO)
l
Ředitelství pro matematické a fyzikální vědy (Directorate for Mathematical and Physical
Sciences - MPS)
l
Úřad pro polární programy (Office of Polar Programs - OPP)
l
Ředitelství pro sociální výzkum, výzkum lidského chování a ekonomický výzkum
(Directory for Social, Behavioral, and Economic Sciences - SBE)
Ve spolupráci s ostatními vládními agenturami vyhlásila NSF multidisciplinární prioritní
59
oblasti, které v dlouhodobé perspektivě slibují přeměnit vědu a techniku a zásadně změnit
naše myšlení a žití:
l
Výzkum informačních technologií
l
Věda a technika v nanorozměrech /115/
l
Biokomplexita v životním prostředí
l
Pracovní síly 21. století
14.9.1. NSF A NANOTECHNOLOGIE
První programy NSF zaměřené na nanotechnologie byly vyhlášeny v první polovině
devadesátých let:
l
1991 - Synthesis and Processing of Nanoparticles
l
1994 - National Nanofabrication User Network (NNUN)
l
1995 - Nanoscale Instrumentation
V druhé polovině devadesátých let následovaly tyto velké výzkumné programy:
l
1998 - Partnership in Nanotechnology: Synthesis, Processing, and Utilization of
Functional Nanostructures (FNS). Program podporují společně čtyři ředitelství NSF
- BIO, CISE, ENG a MPS. Cílem této iniciativy je podpořit synergický, interdisciplinární vědecký a technický výzkum v malých skupinách výzkumných pracovníků (max. 4
vedoucí výzkumní pracovníci) z univerzit, průmyslu i národních laboratoří. Program je
orientován na čtyři rizikové směry:
a) Syntéza/vytváření nanostruktur (1-50 nm) - klastry, částice, trubičky, vrstvy, biomateriály, samoskládající se systémy s definovanými vlastnostmi pro vytváření funkčních
nanostruktur.
b) Zpracování/konverze molekul a nano-prekursorů do funkčních nanostruktur, nanostrukturních materiálů, nanokomponent a nanozařízení, včetně senzorů.
c) Fyzikální, matematické, chemické a biologické modelování a simulace v oboru 1-100
nm s využitím molekulární dynamiky, kvantové mechaniky, modelů založených na
zrnech a kontinuu, stochastických metod a nano- a meso- mechaniky.
d) Základní fyzikální (mechanické, tepelné, optické atd.), chemické a biologické vlastnosti nanostruktur a nanostrukturních mezifázových povrchů a vlastnosti spojené
s nanostrukturami.
l
1999 - Exploratory Research on Biosystems at the Nanoscale. Dvouletý program vyhlášený na podporu studií proveditelnosti (feasibility study), zaměřený na čtyři oblasti
nanobiotechnologií:
a) Řízený vývoj a syntéza funkčních bio- nebo bioinspirovaných nanosystémů
b) Kompozity biomateriálů s anorganickými nebo makromolekulárními systémy
c) Řízená doprava nanočásticových látek nebo genů do specifických míst/orgánů těla
d) Biosenzory o nanorozměrech pro přímé měření buněčných nebo lidských fyziologických procesů in-vivo.
l
60
2000 - Nanoscaling Modeling and Simulation. Program pro malé skupiny (3-5 vedoucích
výzkumných pracovníků). Předmětem řešení jsou fyzikální, matematické, chemické
a biologické techniky modelování v rozměrové oblasti 1-100 nm. Postupy mohou zahr-
nout ab initio metody, kvantovou mechaniku, molekulární dynamiku, modely založené
na zrnech a kontinuu, stochastické metody a nanomechaniku.
l
2001 - Nanoscale Science and Engineering (NSE). Rozsáhlý společný program sedmi
ředitelství NSF - BIO, CISE, EHR, ENG, GEO, MPS a SBE a divize pro mezinárodní
programy. V rámci programu se předpokládá vytváření NIRT (Nanoscale Interdisciplinary Teams), NSEC (Nanoscale Science and Engineering Centers) a provádění NER
(Nanoscale Exploratory Research). Program je orientován na šest velkých oblastí:
a) Nanobiotechnologie
b) Nanostruktury, nové jevy a využití kvantových jevů
c) Zařízení o nanorozměrech a architektura systémů
d) Nanoprocesy v životním prostředí
e) Mnohorozměrové, mnohojevové teorie, modelování a simulace v nanorozměrech
f) Sociální a vzdělávací aspekty vědeckého a technického pokroku v nanorozměrech
Program má být v roce 2001 dotován částkou 216 mil. USD.
14.9.2. MATERIALS RESEARCH SCIENCE AND ENGINEERING CENTERS
(MRSEC)
Tato aktivita NSF je koordinována Ředitelstvím pro matematické a fyzikální vědy, Divizí pro
materiálový výzkum. Program byl založen v roce 1994. Podporovaná centra působí většinou
na univerzitách a zajišťují rovněž spolupráci s jinými sektory /116/. Některá centra jsou
zaměřena výlučně na výzkum nanotechnologií a nanomateriálů. Jsou to:
l
Brown University - Micro- and Nanomechanics of Electronic and Structural Materials
l
Cornell University - Center for Materials Research
l
Johns Hopkins University - Center on Nanostructured Materials
l
University of Kentucky - Advanced Carbon Materials Center
l
University of Oklahoma/University of Arkansas - Center for Semiconductor Physics in
Nanostructures
l
Princeton University - Center for Complex Materials
l
University of Wisconsin-Madison - MRSEC on Nanostructured Materials and Interfaces
61
l
University of Virginia - Center for Nanoscopic Materials Design
15. ZÁVÌR
Výzkum nanotechnologií a nanomateriálů se stal obrovskou výzvou vědeckým a výzkumným
pracovníkům. Jednoznačně již bylo prokázáno, že rozměrová oblast 1-100 nm, dříve v podstatě
opomíjená, obsahuje klíč k řešení mnoha specifických problémů v nejrůznějších oborech
vědy a techniky i každodenního života. Dosavadní poznatky ukazují na netušené možnosti
v různých vědních disciplínách. Jak se např. ukázalo, i jednoduché částice iontových sloučenin nebo izolátory, jako jsou např. NaCl, MgO, CaF2 nebo TiO2, získávají se zmenšujícími se
rozměry unikátní vlastnosti. Rovněž představa, že nanočástice mohou mít povrchovou plochu
i 500 m2/g, je fascinující a evokuje netušené možnosti. Jiné možnosti se objevují v oboru
molekulárního inženýrství, biotechnologiích, v boji proti nemocem a ve farmakologii.
Studie stručně popisuje současné směry výzkumu v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů v
evropských nadnárodních programech, ve Velké Británii, Německu, Finsku, Švédsku, Francii
a USA.
Řada dalších států věnuje veřejné prostředky na výzkum nanotechnologií a nanomateriálů
(zejména Japonsko, ale i Rusko, Čína, Austrálie, Kanada, Španělsko, Holandsko, Korea atd.).
Rovněž mnoho nadnárodních koncernů se zabývá výzkumem v této oblasti (IBM, Hitachi,
Bayer, Hewlett-Packard aj.).
Též malé a střední podniky, zejména v USA, nacházejí uplatnění v této velmi diverzifikované
a doposud málo probádané oblasti.
62
Je třeba si přát, aby i v České republice byla výzkumu nanotechnologií a nanomateriálů
věnována taková pozornost, jakou si tato oblast zaslouží.
16. LITERATURA A INTERNET
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
R. Feynman: „There is plenty of room at the bottom“,
http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html.
N.T aniguchi: „On the basis concept of nanotechnology“, Proc.Int.Conf. on Production
Engineering, part 2, Tokyo, JSPE, 1974.
„Nanotechnology-overview“, Advanced Materials & Processes, May 2000, str. 48-51
„Nanotechnology research directions: IWGN Workshop Report“, Ed. by M. C. Roco,
R. G. Williams, P. Alivisatos, Int. Technology Research Institute, Washington, Sept.
1999.
„What is nanotechnology?“, The Institute of Nanotechnology,
http://www.nano.org.uk/whatisit.htm.
A.ten Wolde:“Nanotechnology -Towards a molecular construction kit“, Netherlands
Study Centre for Technology Trends (STT), The Hague, 1998.
„Chemistry of advanced materials-an oveview“, Ed.by L. V. Interrante, M. J. HampdenSmith, Wiley-VCH, 1998, str. 14.
J. Dutta, H. Hofmann, G. Schmid: „European consortium on nanomaterials“, Advanced
Materials, 1996, 8, No.7, str. 555-557.
Definice programu COST 523 „Nanostructured materials“, http://cost523.epfl.ch
„Pátý rámcový program Evropské unie - 1998-2002“, Technologické centrum AV ČR,
Praha, 2000, str. 77-119.
T. Prnka: „Výzkum materiálů v zahraničních národních programech“, Sborník přednášek
ze VII. věd. konf. „Predikce 2001“, vyd. MSVTS, Brno, 2001.
T. Prnka, K. Šperlink, P. Křenek: „Průvodce systémem státní podpory výzkumu a
vývoje v České republice-2001“, vyd. Repronis, Ostrava, 2001.
http://cost523.epfl.ch
Viz /12/, str. 143-146.
http://www.eureka.be
http://www.esf.org
Viz /12/, str. 146-148.
http://www.nato.int/science/e/info.htm
„Science,Engineering & Technology in Britain“, vyd. Foreign & Commonwealth
Office, London, 7/1997.
S. D. Ward:“Materials research support in the UK -the role of the EPSRC“, Advanced
Materials,6,1994, No.10, str. 715-718.
M. Brooks: „It is a very, very small world“, EPRSC Newsline, Issue 13, 11/1998.
http://www.nprl.bham.ac.uk/About/phd.html
http://www.cranfield.ac.uk/sims/materials/nanotech/
http://www.msm.cam.ac.uk
http://www.phy.cam.ac.uk/research
63
26.
http://www.eprsc.ac.uk/documents/
27.
O. Saxl:“Opportunities for industry in the application of nanotechnology“, FORESIGHT,
6/1999, http://www.foresight.gov.uk/servlet
28.
„Materials shaping our society“, 6/2000,FORESIGHT,
http://www.foresight.gov.uk/servlet.
29.
http://www.bbscr.ac.uk/sciences/areas/ebs/themes/nanotech.html
30.
http://www.dgf.de
31.
http://www.bmbf.de
32.
http://www.bmbf.de/foerde01/pt_liste.htm
33.
http://oas.ip.kp.dlr.de/foekat/
34.
G. Bachmann:“Innovationsschub aus dem Nanokosmos“, vyd. VDI Technologiezentrum, Düsseldorf, 1998, str. 144-150, 165.
35.
http://www.vdi.de/tz-pt/phystech/fachthemen/forder1.htm
36.
http://www.amo.de
37.
http://www.nanop.de
38.
http://www.nanotechnology.de
39.
http://www.cc-nanochem.de
40.
http://www.upob.de
41.
http://www.nanoscience.de
42.
„Nanotechnology Research Programme 1997-1999“, Final Report, Academy of Finland
+ TEKES, Technology Programme Report 17/2000, Helsinki, 2000.
43.
http://www.aka.fi/users/115/716.cfm
44.
http://www.aka.fi/users/142/621.cfm
45.
http://akseli.tekes.fi/Resource.phx/plaza/tekes/programms.htx?m
46.
http://www.vr.se
47.
http://www.stratresearch.se
48.
http://www.vinnova.se
49.
http://www.kks.se
50.
http://www.stratresearch.se/feprgfin.htm
51.
http://www.ftf.lth.se/nm/research.html
52.
http://www.recherche.gouv.fr/recherche/default.htm
53.
http://www.recherche.gouv.fr/organism/default.htm
54.
http://www.cnrs.fr
55.
http://www.cnrs.fr/SDV/atipeR_e.html
56.
http://www.cnrs.fr/prog/progsci/materiaux.html
57.
http://www.cnrs.fr/cw/en/prog/programmes/noi.html
58.
http://www.inserm.fr
59.
http://www.recherche.gouv.fr/recherche/aci/default.htm
64
60.
http://www.recherche.gouv.fr/technologie/default.htm
61.
http://www.recherche.gouv.fr/technologie/cnrt/liste.htm
62.
http://www.recherche.gouv.fr/technologie/reseaux/default.htm
63.
http://www.reseau-materiaux.com.fr
64.
http://www.rmnt.org
65.
http://www.lnio.univ-troyes.fr
66.
http://www.mines.u-nancy.fr
67.
http://leom.ec.lyon.fr
68.
http://ln-w3.polycnrs-gre.fr
69.
http://www.enseeg.inpg.fr
70.
http://www.enspg.inpg.fr
71.
http://www.onera.fr
72.
http://www.polytechnique.fr
73.
http://www.lps.u-psud.fr
74.
„R&D status and trends in nanoparticles, nanostructured materials,and nanodevices in
the United States“, Ed. by R. W. Siegel, E. Hu, M. C. Roco, Proc. WTEC Workshop,
5/1997, http://itri.loyola.edu/nano/us_r_n_d/toc.htm.
75.
„National nanotechnology initiative (NNI) - leading to the next industrial revolution“,
6/2000, http://www.nano.gov.
76.
http://darpa.mil/body/darpoff.html
77.
http://www.darpa.mil/mto/radprograms.html
78.
http://www.afosr.af.mil
79.
http://www.onr.navy.mil/02/baa/baa00014.htm
80.
http://www.aro.army.mil
81.
http://www.acq.osd.mil/bmdo
82.
http://www.onr.navy.mil/sci_tech/
83.
http://www.nrl.navy.mil
84.
http://www.eren.doe,gov/overview
85.
http://www.science.doe.gov
86.
http://www.sc.doe.gov/production/bes/nni.htm
87.
http://www.sandia.gov
88.
Advanced Materials & Processes, Feb. 2001, str. 11.
89.
http://www.lbl.gov
90.
http://ncem.lbl.gov
91.
http://www.anl.gov
92.
http://www.lanl.gov
93.
http://www.llnl.gov
94.
http://www.bnl.gov
95.
http://www.incl.gov
65
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
110.
111.
112.
113.
114.
115.
116.
66
http://www.pnl.gov
http://www.ornl.gov
D. H. Lowndes:“Nanotechnology overview“, Advanced Materials & Processes, May
2000, str. 48-51.
„Brave new nanoworld“, http://ornl.gov/ORNLReview/nw32_3/brave.htm.
http://www.nrel.gov
http://www.nist.gov
http://www.nist.gov/nanotech/offices.html
http://www.atp.nist.gov/brochure.htm
http://www.rspa.dot.gov
http://www.volpe.dot.gov
http://www.volpe.dot.gov/outreach/friends/session7.htnl
http://www.nih.gov/about/NIHoverview.html
http://grants.nih.gov/grants/guide/notice-files/NOT-00-00-016.html
http://www.nasa.gov/research.html
http://www.ipt.arc.nasa.gov
http://www.epa.gov
http://es.epa.gov/ncerqa/centers
http://es.epa.gov/ncerqa/rfa/futures.html
http://www.nsf.gov
http://www.nsf.gov/home/crssprgm/nano/start.htm
http://www.mrsec.gov
67
Pátý rámcový program evropského výzkumu a technického rozvoje (5)
VÝZKUM NANOTECHNOLOGIÍ A NANOMATERIÁLŮ V EVROPĚ A USA
Autor:
Vydal:
Počet stran:
Vydání:
Sazba a tisk:
ISBN 80-86122-86-7
Ing. Tasilo Prnka, DrSc.
Repronis Ostrava pro Českou společnost pro nové materiály
a technologie
68
první, 2001
Repronis Ostrava, 2001

obsah - Nanotechnologie.cz

Transkript

Podobné dokumenty

Seznam dotací neschválených RJMK v rámci DPV dne 15.5.2014

Photonic structures: characterization, modelling, and applications

Lotus Domino - tipy a triky pro administratoraoblíbené!

Plný text ke stažení - O projektu

Nanotechnologie - CORDIS

CZ_ustavy_kniha - České vysoké učení technické v Praze

PDF Renocar Magazín Jaro

SYNTÉZA PEPTID Ů NA PEVNÉ FÁZI A KOMBINATORIÁLNÍ

Zpravodaj číslo 6

sborník příspěvků