<<
>>

Слияние, расходы и временны?е рамки

Материалы – это строительные блоки для инноваций Четвертой промышленной революции. В следующие 20 лет умение манипулировать, в том числе на атомном уровне, базовыми элементами, из которых состоят материалы, поможет в решении многих насущных мировых проблем.

Инновации будут возникать под влиянием цикла обратной связи: достижения в материаловедении помогут совершать прорывы в вычислительных технологиях, а те в свою очередь помогут ученым создавать новые продукты – от синтетических организмов до графеновых аккумуляторов.

Возможно, датчики научатся преобразовывать тепловые отходы в электричество, наноботы смогут доставлять лекарственные препараты в ткани для восстановления клеточных повреждений, а материаловедение поможет решить множество других проблем, но все это требует тщательных исследований и долгосрочных инвестиций. Впрочем, новые материалы и нанотехнологии могут принести не только пользу. Нанозагрязнения способны нанести огромный ущерб экологии, нанодатчики создадут большую угрозу для конфиденциальности и безопасности, а передовые материалы могут использоваться для создания более мощных взрывчатых веществ и химического оружия.

Если мы хотим применять новые способы управления материальным миром с максимальной выгодой для бизнеса, общества и окружающей среды и минимальным непредвиденным ущербом, необходимы общие рамки управления и обширные исследования экологических последствий.

Разработка передовых материалов повлияет на большинство, если не на все аспекты Четвертой промышленной революции (рис. 18). Достижения в этой области необходимы для развития технологий, относящихся к самым разным областям, таким как производство, хранение и передача энергии, очистка воды и создание потребительской электроники. Материалы могут быть незаметны, но они буквально создадут другой физический мир.

Они реорганизуют цепочки поставок, преобразуют окружающую среду и изменят потребительское общество. Новые материалы нужны для удовлетворения постоянно растущих требований к производительности. Миру необходимо рациональное производство таких материалов для решения глобальных проблем человеческой цивилизации. Слияние технологий и отраслей науки поможет получить от передовых материалов и нанотехнологий максимум пользы. Например, разработка искусственного интеллекта и роботизированных платформ в сочетании со зрелыми экосистемами стартапов может значительно ускорить инновации в этом пространстве.

В идеале компоненты для создания передовых материалов должны добываться экологически ответственными способами, состоять из распространенных на Земле элементов и производиться с использованием экологически безопасных процессов, интегрированных в круговую экономику. Кроме того, они должны иметь низкую токсичность и наносить окружающей среде минимум ущерба. Тем не менее одних лишь рыночных стимулов, включая потребительский спрос и риск для репутации, может быть недостаточно, чтобы производители материалов приняли на себя ответственность за последствия для окружающей среды.

С появлением на рынке новых материалов необходимо разрабатывать стратегии их эффективной переработки, повторного и альтернативного использования. Кроме экономической мотивации и угрозы для репутации, для возложения на производителей ответственности за ущерб окружающей среде необходимо законодательное регулирование. К счастью, для обеспечения экологичности можно использовать инновационные решения, предлагаемые другими технологиями Четвертой промышленной революции. Например, технологии блокчейн позволяют создать международную базу надежных источников материалов и реестр записей о вторичном сырье. Кроме того, базы данных могут способствовать установлению связей между участниками для организации переработки и использования отходов производства.

Еще одна проблема, требующая внимания, – прибыльность новых технологий.

Для массового производства материалов необходимы более высокие показатели эффективности и снижение расходов. Например, человечество никогда не хранило энергию в масштабах, необходимых для работы предприятий. Для перехода на возобновляемые источники энергии из-за присущей им нестабильности потребуются хранилища тераваттной емкости. Одна из инноваций, способных сократить расходы на хранение энергии, – проточные батареи. Это многообещающие хранилища энергии, но, чтобы они были конкурентоспособны на большинстве энергетических рынков, стоимость высокопроизводительных мембран должна снизиться на 50 %. К тому же в некоторых проточных батареях используются переходные металлы, такие как ванадий, которые недостаточно распространены в природе, чтобы их можно было использовать для массового хранения экологически чистой энергии.

Рисунок 18. Примеры передовых материалов и продуктов химической промышленности, используемых в разработке важнейших технологий

Источник: Всемирный экономический форум (2017 г.)

Для открытия, разработки и внедрения новых материалов всегда требовались большие капиталовложения. Кроме того, эти процессы занимают много времени: обычно новые технологии материалов выходят на рынок после 10 или 20 лет фундаментальных и прикладных исследований. Здесь тоже могут помочь другие технологии Четвертой промышленной революции. Роботизированные платформы, использующие искусственный интеллект и крупные базы данных о материалах, способны значительно ускорить разработку передовых материалов. Еще одну проблему, но в то же время и возможность ускорить открытие новых материалов представляет передача знаний между вертикалями индустрий. Для преобразования существующих механизмов открытия новых материалов и перехода на интегрированные платформы необходима поддержка правительства, бизнеса и стартапов. Прогресс в этой области требует непрерывных исследований, долгосрочных инвестиций и многостороннего диалога между участниками.

Расширение сферы применения передовых материалов

Бернард Мейерсон (BernardMeyerson), директор по инновациям корпорации IBM, США

Сказать, что передовые материалы прочно входят в нашу жизнь – все равно что ничего не сказать. В исторической перспективе видно, что новые материалы позволяли преобразовать жизнь человека, о чем свидетельствуют названия эпох: каменный век, бронзовый век, железный век. Одна только эволюция орудий труда приводила к революционным изменениям в жизни на планете в каждую из этих эпох, и в последнее время темп этой эволюции значительно ускорился.

Так, усовершенствования всего в одной области – полупроводниковых материалах – произвели революцию в современном обществе. Повсеместное распространение вычислительных и коммуникационных технологий стало возможным благодаря улучшению технологии производства полупроводников более чем в миллион раз за прошедшие четыре десятилетия. В результате огромных продвижений в материаловедении примерно за 40 лет мы прошли путь от отправки человека на Луну с помощью компьютеров, обладающих памятью около 4 Кбайт, до повседневного использования смартфонов, способных без проблем обращаться к 64 Гбайт данных. Проблема в том, что такие темпы нельзя сохранять вечно, а изменение давно сложившихся тенденций может вызывать большие сложности.

Стабильный прогресс привел к уменьшению толщины слоя полупроводниковых материалов в транзисторах до нескольких атомов. При таких размерах начинает проявляться действие законов квантовой механики, что делает следующее поколение материалов бесполезным для практического применения. Поэтому исследования в области передовых материалов направлены на поиск альтернативных путей. Понимая всю серьезность этой проблемы, мы уже можем утверждать, что нас ждут значительные сдвиги, связанные с потенциальными источниками дальнейшего прогресса в информационных технологиях и необходимыми для продвижений в этой сфере знаниями и навыками.

Практически все разработки в области передовых материалов имеют свои последствия для общества. Более того, взаимозависимости этих разработок и социальные последствия весьма значительны. Рассмотрим для примера задачу обеспечения питьевой водой мирового населения, которое в ближайшие двадцать лет вырастет на несколько миллиардов человек. По мере истощения существующих резервуаров и водоносных горизонтов жизненно важную необходимость приобретут энергоемкие методы получения воды, такие как обессоливание. Для широкомасштабного применения этого метода, основанного на очистке обратным осмосом, потребуются более эффективные мембранные материалы.

Однако даже при существенном улучшении мембран потребуются огромные объемы новых энергоресурсов. Передовые материалы помогут решить и эту проблему.

Чтобы получить возможность генерировать энергию, не усугубляя глобальное потепление, необходимы значительные продвижения в разработке материалов, применяемых в энергетических технологиях. Для более эффективного получения возобновляемой энергии с помощью ветрогенераторов, фотоэлектрических и гелиотермических установок требуются улучшенные материалы. Возможно, еще большее значение имеет способность эффективного хранения и извлечения такой энергии, а для этого необходимы материалы, позволяющие усовершенствовать аккумуляторы и повысить шансы на то, что возобновляемые источники заменят традиционные. Есть и другой вариант – инкапсуляция ядерного топлива для создания экономичных ядерных реакторов, использующих газовое охлаждение. При надежной системе удержания топлива и возможности использовать в случае аварии пассивное воздушное охлаждение такие реакторы будут достаточно безопасными.

Глобальные проблемы, с которыми общество сталкивается в условиях постоянно растущего спроса на истощающиеся природные ресурсы, требуют технических и социальных инноваций, позволяющих решать насущные вопросы. Большую помощь в поиске таких решений нам могут оказать достижения в области разработки новых материалов.

<< | >>
Источник: Клаус Шваб, Николас Дэвис. Технологии Четвертой промышленной революции. 2018

Еще по теме Слияние, расходы и временны?е рамки:

  1. Линии, рамки и целеуказатели
  2. Расходы на выплату пособий по временной нетрудоспособности в соответствии с законодательством Российской Федерации
  3. Пограничные области. Социологические рамки общей экономики
  4. Институциональные рамки экономического процесса. а) Институты капиталистического общества
  5. Ситуация 2. Стратегия мотивации персонала при слияниях и поглощениях
  6. Общая динамика рынка слияний и поглощений (2003-2009 гг.)
  7. ЕСН при слиянии, разделении и преобразовании
  8. Слияние акционерных обществ
  9. 14.2.2. Порядок закрытия счетов 97 «Расходы будущих периодов», 25 «Общепроизводственные расходы», 26 «Общехозяйственные расходы»
  10. Торги на FOREX все чаще стали зависеть от фондового рынка и новостей о слиянии компаний.
  11. Слияния и поглощения компаний с различными моделями сбыта, моделями оплаты труда и корпоративными ценностями