Оптическое волокно — основа современных систем связи, навигации и управления в авиации, ракетостроении и нефтегазовой отрасли. Долгие годы российские производители зависели от импортного кварцевого стекла, поскольку зарубежная технология обработки не подходила для отечественного сырья.

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (член Национальной ассоциации участников рынка робототехники) совместно с инженерами ПАО «ПНППК» решили эту проблему, разработав принципиально новый метод обработки кварцевых труб из российского сырья. Результат превзошел ожидания, когда отечественное оптоволокно не только не уступает импортным аналогам, но и в 1,5 раза превосходит их по устойчивости к влаге и высоким температурам.

Ключевая сложность заключалась в том, что российское кварцевое стекло имеет более хрупкую структуру по сравнению с зарубежным. Стандартная трехэтапная технология — шлифовка, кислотное травление и огневая полировка — для него не работала, так как агрессивная обработка только усиливала дефекты. Исследователи провели серию экспериментов, меняя концентрацию кислоты и время выдержки, и нашли идеальный баланс. Новая технология требует в 4 раза меньше кислоты, в 6 раз сокращает время обработки, а огневую полировку проводят в два раза чаще. Такой щадящий режим позволяет удалить поврежденный слой, не создавая новых микротрещин.

Результат проверили на нескольких образцах — поверхность стала идеально гладкой, сравнимой с лучшими зарубежными аналогами. Затем трубы поместили в климатическую камеру, где имитировали экстремальные условия: высокую влажность, жару и резкие перепады температур. Испытания показали, что отечественное волокно сохраняет прочность в полтора раза дольше импортного. Как пояснил заведующий кафедрой общей физики ПНИПУ Анатолий Перминов, теперь российское оптоволокно можно использовать там, где зарубежные аналоги быстро теряют свои свойства. Например, в нефтегазовой отрасли, энергетике, на транспорте и в медицине.

Разработка не только решает задачу импортозамещения, но и открывает путь к созданию более надежных систем контроля и измерения в сложных условиях эксплуатации. Ученые уверены, что их технология станет основой для производства оптоволокна, способного конкурировать с мировыми лидерами по качеству и долговечности.