Стандарт пo oпределению - этo oбразец, эталoн, мoдель, принятая за иcхoдный oбразец, для coпocтавления c ним других пoдoбных oбъектoв. Нанocтандарт - практичеcки тo же cамoе, нo для нанooбъектов, т.е. объектов, имеющих хотя бы в одном измерении размеры не менее 100 нм. Нанотехнологии - это cовокупноcть методов и приемов, обеcпечивающих возможноcть контролируемым образом cоздавать и модифицировать объекты, включающие компоненты c размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качеcтва, позволяющие оcущеcтвлять их интеграцию в полноценные функционирующие cиcтемы большого маcштаба. В нанотехнологиях приборно-аналитичеcкая и технологическая составляющие работают на пределе возможностей, и это увеличивает вероятность появления ошибки, связанной с человеческим фактором. В связи с этим одной из первоочередных задач становится стандартизация параметров и свойств материалов, объектов, элементов структур нанотехнологий.
Цели этих стандартов весьма близки, поскольку практика показывает, что в ряде случаев согласованные между поставщиками и пользователями произведенных нанообъектов условия качества не гарантируют поставку материала данного качества при переходе к изменившемуся режиму поставок и не позволяют обеспечить требуемые параметры конечного продукта с учетом его последующей обработки.
Все это очень серьезно мешает потенциальному пользователю нанопродукции заложить в свою технологию ее использование в качестве рабочего компонента. А далее мешает оформить договорные отношения с поставщиком, который без отсутствия критической массы договоров не может с полной нагрузкой и соответствующей ответственностью развернуть свой бизнес. При этом все выливается в необходимость жесткой экономии на оборудовании, качестве сырья, квалификации и численности работающих и, естественно, отражается на себестоимости нанопродукции.
К данной проблеме вплотную примыкает необходимость стандартизации терминов и определений, направленной на решение проблем общения и взаимопонимания не только внутри одной страны, но и в рамках обмена информацией между странами.
Последние годы большинство экспертов придерживаются мнения, что в области нанотехнологий необходима мировая стандартизация, подобная известной метрической системе.
Отсутствие общепринятой технологии, способов измерения, определений наноматериалов, технологий их производства серьезно препятствует развитию отрасли. На сегодня в мире практически не существует единых нормативных документов в области нанотехнологий. Международной организацией по стандартизации (ISO) пока принято только два документа для стандартизации нанотехнологий: первый описывает терминологический ряд, связанный со словом «нано», второй касается вопросов экологической безопасности.
В настоящее время в этом направлении ведется огромная работа. Технический комитет ИСО/ТК229, с момента образования в 2005 году, является международной рабочей площадкой для плодотворных дискуссий в сфере нанотехнологий. Разрабатываемые им международные стандарты (более 30) ориентированы на высокотехнологичное общество. Помимо международных стандартов, существуют еще национальные. Сегодня первенство в этом вопросе принадлежит Великобритании и Китаю.
Так, Британский институт стандартов (BSI) вовлечен в работы по стандартизации на общеевропейском и международном уровнях. Параллельно продолжается разработка серии национальных стандартов. По инициативе Американского национального института стандартов (ANSI) проведена разработка на международном уровне технических отчетов для произведенных наноматериалов и других нанопродуктов.
Администрация по стандартизации (SAC) Китая имеет в своем составе Технический комитет по нанотехнологиям и ведет тесное сотрудничество и участие в работе Технического комитета ИСО/ТК229. Только в 2009 году Китай опубликовал семь новых национальных стандартов, относящихся к области нанотехнологий. Кроме того, 15 проектов китайских стандартов находятся на различных стадиях реализации, причем часть из них будет издана еще до конца текущего года.
Корейское агентство технологий и стандартов (KATS) в 2009 году выпустило национальный стандарт «Руководство по безопасному обращению с наноматериалами на рабочих местах и в лабораториях». Как известно, разработка международного стандарта по аналогичной тематике только начинается. Серия южно-корейских национальных стандартов по характеру свойств наноматериалов стала основой для ряда разрабатываемых международных стандартов.
В частности, на стадии разработки находится проект национального стандарта «Метод оценки воздействия таких наноматериалов, как углеродные нанотрубки и наночастицы серебра». Бюро стандартов Индии (BIS) инициировало разработку серии проектов национальных наностандартов, направленных на идентификацию наноматериалов.
Национальная организация по стандартизации Исламской Республики Иран - Институт по стандартизации и промышленным исследованиям (ISIRI) вслед за национальным словарем по нанотехнологии планирует издать до конца года на фарси иранский наностандарт «Методы безопасного обращения с наноматериалами в профессиональной деятельности». Кроме того, в разработке находится проект национального стандарта «Метод испытаний для оценки кожной токсичности наночастиц серебра».
Постановлением правительства РФ от 2.08.07. №498 головными организациями отрасли в Федеральной целевой программе «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ на период 2008 – 2010 гг. по направлению «Конструкционные материалы» были определены:
- - Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (ТИСНУМ),
- - Центральный НИИ конструкционных материалов «Прометей».
Для выполнения и метрологического обеспечения проектов данного направления в ТИСНУМ была создана метрологическая служба, аккредитованная на:
- - право проведения калибровочных работ в области геометрических измерений;
- - право аттестации методик (методов) измерений и проведение метрологической экспертизы документов.
Приказом Ростехрегулирования №4001 от 9.11.2009 г. был организован отечественный Технический комитет ТК 441 «Нанотехнологии», базой которого стала РОСНАНО. Это позволяет надеяться на более активную работу по международной стандартизации.
Особый объект стандартизации - решение задач обеспечения здоровья и безопасности лиц, взаимодействующих с продукцией нанотехнологий на всех этапах ее производства, исследований и применений, экологической безопасности окружающей среды.
Количественным базисом стандартизации и сертификации является метрология, а применительно к нанотехнологиям - нанометрология. Нанометрология присутствует в неявном виде в подавляющем большинстве методов и средств обеспечения единства измерений физико-химических параметров и свойств объектов нанотехнологий, причем часто необходимо прецизионное позиционирование зонда измерительного устройства в место требуемого съема информации. Активное участие России в разработке международных стандартов нанотехнологической продукции должно стать эффективным способом решения задач по выходу отечественной нанопродукции на международные рынки. Сегодня приоритетными направлениями в работе над стандартами и системами обеспечения единства измерений в наноиндустрии и нанотехнологиях являются наноматериалы, нанофотоника и наноэлектроника.
В данное время отрасли наноиндустрии в зависимости от состояния базы обеспечения единства средств измерения в нанотехнологии распределены в следующем порядке:
- - наноэлектроника;
- - наноинженерия;
- - функциональные наноматериалы и высокочистые вещества;
- - функциональные наноматериалы для энергетики;
- - функциональные наноматериалы для космической техники;
- - конструкционные наноматериалы;
- - композитные наноматериалы;
- - нанобиотехнологии;
- - нанофотоника;
- - нанотехнологии для систем безопасности.
В числе 69 проектов, поддержанных в 2010 году РОСНАНО, к производству средств измерения относятся 8 проектов на сумму в 6,8 млрд рублей. При этом инвестиции РОСНАНО составили 3,3 млрд рублей (при общем объеме инвестиций РОСНАНО в 83 млрд рублей). Несмотря на это, роль промышленности в реформе системы технического регулирования весьма значительна.
Внедрение 17 первоочередных регламентов предполагает разработку и обновление свыше 6000 действующих стандартов и принятие 85 постановлений правительства РФ. Тем не менее, на сегодняшний день Россия существенно отстает от ведущих индустриальных стран в темпах совершенствования стандартов и технического регулирования в промышленности.
Известно, что средний срок обновления стандартов в России составляет около 12 лет, в США эта цифра составляет 5 лет, а в Японии и Германии - 4 года.
Таким образом, в Германии ежегодно пересматривается 2500 стандартов, тогда как в РФ всего 800 - 900 единиц. Проблемы стандартизации в России, развитие систем измерений для наноиндустрии, теоретические и практические аспекты нанометрологии чрезвычайно актуальны и злободневны.
Метрологическое сопровождение нанотехнологических процессов и методов калибровки параметров средств измерений и эталонов единиц физических величин и стандартных образцов позволило ввести в действие первую группу российских стандартов в сфере нанотехнологий, подготовить четыре межгосударственных и два национальных стандарта, разработать и стандартизировать средства и методы проверки (калибровки растрово-электронных и атомно-силовых микроскопов, сформулировать концепции специализированного эталона единицы длины нанометрового диапазона.
Кроме того, созданы также стандартные методы измерений в нанодиапазоне:
- - межплоскостных расстояний в кристаллах;
- - размерных параметров наночастиц и тонких пленок;
- - эффективной высоты шероховатостей поверхности.
Подводя итоги основных достижений в сфере мероприятий по стандартизации и метрологии в 2010 году, можно отметить следующее:
Важнейшими действиями РОСНАНО в 2010 году были:
- - создание Метрологического центра;
- - принятие Программы стандартизации и Концепции системы метрологического обеспечения.
В числе приоритетных нанометрических объектов:
- - изучение внедряемых Центрами нанометрологии и нанодиагностики эталонов;
- - внедрение метрологических приборов и оборудования для работы в нанометровом диапазоне.
Проблема метрологического обеспечения измерений состоит в привязке нанометрической шкалы устройств к эталону метра.
В связи с этим разработанные тест-объекты можно использовать для организации внутреннего аудита качества измерений, обеспечения единства измерений, разработки новых методик измерений и прецизионной калибровки сканеров и микромеханических устройств.
Вместе с положительными шагами в развитии нанометрологии и в целом в наноиндустрии в этом вопросе продолжают оставаться существенные недоработки.
Так, необходимо отметить отсутствие единого межведомственного плана внедрения значительного количества проектов технических регламентов, а также существенное превышение сроков формирования комплектов стандартов и сводов соответствующих правил по сравнению с аналогичными европейскими документами.
Кроме того, по мнению экспертов, если за рубежом наметился устойчивый рост капиталовложений в развитие нанотехнической продукции, то в наших условиях пока не наблюдается рост подобных вложений.
Только продуманная деятельность в области разработки и внедрения нанотехнологических стандартов при межотраслевом и междисциплинарном характере нанотехнологий может позволить планомерное наращивание производства продукции и продвижение ее на внутренний и зарубежные рынки.
Владимир Подклетнов, инженер-технолог
