Ноябрьский новосибирский Академгородок встречал меня чистейшим сосновым воздухом,пушистым снегом и температурой минус 26 градусов. Сразу вспомнилось, как почти 35 лет назад я прилетел сюда с фанерным чемоданчиком в знаменитый физико-математический интернат.
Каждый год в Академгородок стекались сотни победителей школьных олимпиад. Идея создателя новосибирского Академгородка, легендарного академика Лаврентьева, была проста в теории и невероятно сложна в реализации — собрать в одном месте множество академических институтов, мощный университет и школу, талантливых ученых, современные производства и за счет кумулятивной энергии совершить прорыв в сфере высоких технологий. Лаврентьеву удалось почти все, за исключением одного — высокотехнологичных производств в Академгородке так и не появилось.
Я прилетел в Академгородок на саммит по наномодифицированным материалам по приглашению Юрия Коропачинского, моего университетского приятеля, а ныне президента компании с труднопроизносимым названием OCSiAl. Откровенно говоря, разнообразных конференций по нанотехнологиям я навидался, про нанокирпичи и наноноски уже писал, поэтому полетел в Сибирь с одной целью — встретиться с Юрием, которого не видел лет двадцать. Но проведенные в Академгородке два дня сильно изменили мое представление о мире, в котором мы живем, а еще больше — о мире, в котором нам предстоит жить.
Россия победила Японию в области разработки высокотехнологичного сырья…
Прочитав эту фразу, меня могут заподозрить в фальсификации. Сырьевая промышленность — это важная сфера, в которой Япония обладает высокой конкурентоспособностью и по сей день. Многая японская продукция занимает верхние строчки мирового рейтинга: высокопрочная сталь, углеволокно, легированная сталь и так далее.
При этом, что касается российской сырьевой промышленности, то высококачественная продукция встречается редко: навскидку можно назвать титан, однако в основном у нее плохие отзывы.
Например, российский листовой оцинкованный металл, который применяется в автомобильной промышленности, не идет ни в какое сравнение с японским. Действительно, российский металл просто покрыт слоем цинка. Если его немного согнуть, то цинк отходит. Проблема не только в цинке. Толщина листов не выдерживается; также в металле много примесей.
Невозможно изготовить высококачественный продукт из подобного листового металла. В России совершенно нереально достигнуть японского качества. Одна из причин заключается в слабых возможностях сырьевой промышленности.
Тем не менее, что касается разработки углеродных нанотрубок, которые повышают производительность литий-ионных батарей, применяющихся в электромобилях, то, по всей видимости, российская продукция действительно обошла японскую.
Группа российских ученых и компания «Велд полимер» сообщает о значительном прорыве в упрочнении полимеров углеродными нанотрубками (УНТ), снижении материалоемкости изделий и увеличении рентабельности производства.
До сих пор применение УНТ сдерживалось из-за недостаточного соотношения эффект-стоимость и сложности применения. В данной разработке удалось решить эти задачи: упрочняющая добавка БК-108 произведена в виде гранулированного концентрата на основе полиэтилена низкой плотности и адаптирована для применения со стандартными многотоннажными полимерами.
Новосибирский производитель углеродных нанотрубок, компания
Ocsial разработала резину для шин, которая позволяет снизить
расход горючего автомобилем на 30%, сообщил ТАСС замдиректора по науке компании Вячеслав Мурадян.
«Если объяснять простым языком, когда автомобиль движется, шины
нагреваются, становятся мягче, и требуется больше энергии, чтобы
автомобиль двигался. В нашем случае шина нагревается меньше,
остается твердой, соответственно, энергии требуется меньше, а это
экономит горючее», — сказал Мурадян.
Пилотная промышленная установка синтеза одностенных углеродных
нанотрубок «Graphetron 1.0» установлена в Центре
наномодифицированных материалов Технопарка Новосибирского
Академгородка, в научно-исследовательском центре компании
OCSiAl. Компания выпускает нанотрубки под брендом
TUBALL. Материал используется в производстве резины, красок
и покрытий, аккумуляторов нового поколения и т. д.
Созданная сибирскими учеными установка Graphetron 1.0 на сегодняшний день синтезирует более 80% всех одностенных
углеродных нанотрубок (ОУНТ), производимых в мире. В 2017 году
планируется запуск новой машины Graphetron 50, которая позволит
увеличить объемы изготовления в шесть раз. Технология синтеза
ОУНТ разработана группой ученых под руководством
члена-корреспондента РАН Михаила Рудольфовича Предтеченского в компании OCSiAl.
Специалисты активно ведут поисковые исследования и отрабатывают
технологии получения новых материалов с нанотрубками, используя
возможности Центра прототипирования материалов, который включает
150 единиц самого современного оборудования. Команда Михаила
Предтеченского сумели увеличить прочность пластиков в несколько
раз и резко повысить теплопроводность веществ. Кроме того,
созданы резины, композиты, термопласты и реактопласты с электропроводящими свойствами. ОУНТ успешно используются в электрохимических источниках тока: ученым удалось увеличить срок
службы и емкость литий-ионных аккумуляторов и одновременно в несколько раз сократить время их зарядки.
Наша страна обладает уникальной нанотехнологией, которая способна
произвести настоящую революцию не только в промышленности, но и в экологии. Благодаря этому ноу-хау, в основе которого лежат
нанотрубки, только в России к 2030 году выбросы вредных
парниковых газов снизятся на 160-180 миллионов тонн.
«Углеродные нанотрубки, в принципе, известны лет тридцать. Вопрос
был в коммерческом применении и промышленном производстве. И вот
у нас в Новосибирске разработали способ синтеза одностенных
углеродных нанотрубок, себестоимость которого в десятки раз
дешевле мировых аналогов. Так что это действительно большой
прорыв. И мы в этом отношении впереди планеты всей», — заявил
Владимир Кузнецов, старший научный сотрудник Института катализа
СО РАН.
Приставка «нано» означает технологии с использованием объектов,
размеры которых сопоставимы с одной стомиллионной долей
сантиметра. Именно они, как утверждают специалисты, обещают
колоссальный прорыв в производстве, в выпуске новых материалов с небывалыми ранее свойствами.
В сфере нано-технологий долгое время упорно трудится и ряд ученых
ВолГУ.
— В моем кабинете уже собрался небольшой «иконостас»
патентов, полученных на разработки в сфере нано-технологий,
- рассказывает доктор физико-математических наук директор
института приоритетных технологий Волгоградского госуниверситета
Ирина Запороцкова.
Вот, например, патент, выданный за создание способа нанесения
нано-маркировок на изделия.
Новосибирские ученые из Института лазерной физики СО РАН и
Института неорганической химии
СО РАН разработали технологию создания покрытий с применением
углеродных нанотрубок, которая позволит уменьшить размеры
аккумуляторов и конденсаторов в десятки раз. Об этом сообщил ТАСС
один из разработчиков, завлабораторией мощных непрерывных лазеров
ИЛФ СО РАН Геннадий Грачев.
Ученый пояснил, что разработчики намерены в ближайшее время
запатентовать технологию и устройство, применяемое для создания
таких поверхностей. Заявка на патент, отметил он, уже подана и получила положительную рецензию.
Специалисты ООО «УК «Ломоносов
Капитал» разработали композит, содержащий углеродные
нанотрубки, для изготовления облегченной стеклотары.
Одно из направлений деятельности венчурного фонда «Ломоносов
Капитал» — поиск современных технологий производства стекла. Как
сообщил председатель правления ООО «УК «Ломоносов Капитал»
Евгений Гайслер, углеродные нанотрубки используют для улучшения
свойств материалов в различных секторах промышленности, однако в стекольной отрасли их до сих пор не применял никто.
— Углеродные нанотрубки высочайшего качества синтезирует
новосибирская компания OCSiAl, — рассказывает Евгений Гайслер. -
Добавление небольшого количества нанотрубок — в пределах доли
грамма на один литр — в технологическую жидкость при изготовлении
облегченной стеклотары повысит ее прочностные характеристики, что
позволит снизить долю брака. Кроме того, использование
нанонотрубок в стекольном производстве не предполагает
ужесточения требований к шихте (смеси исходных материалов,
подлежащих переработке), в отличие от технологии NNBP.
Группа по нанокомпозитам, входящая в отдел физики атомного ядра
НИИЯФ МГУ, занимается разработкой методов синтеза углеродных
нанотрубок и исследует возможности применения углеродных
нанотрубок. Более подробно о работе в этом направлении
рассказал руководитель группы доктор физико-математических наук,
профессор Николай Гаврилович Чеченин.
- Николай Гаврилович, расскажите о своих исследованиях
углеродных нанотрубок.
- Пожалуй, начну с понятий. Углерод – один из наиболее важных
элементов. Он содержится в нашем организме, его в нас - около 21
процента. Всё, что нас окружает, тоже состоит из углерода: живой
и неживой органический мир. Меня поражает многообразие форм, в
которых встречается углерод. Только в чистом виде, без участия
других элементов, углерод встречается в большом количестве
модификаций или, как говорят, аллотропных форм. Среди них
наиболее известны всем – графит (из него делают стержни
карандашей), уголь, алмаз. Углерод в чистом виде обладает одной
из удивительных модификаций - углеродными нанотрубками,
сокращённо УНТ. Это, когда атомы углерода связаны в длинную
молекулу, образующую цилиндрическую трубку. Она бывает
одностенной и многостенной. Многостенная состоит из нескольких
трубок, вложенных одна в другую. Их может быть до десятков.
Получается такая матрёшка.
Московский институт проблем химической физики – место, где рождается настоящий материал будущего. Исследуя процессы взрыва различных веществ, ученые научились синтезировать углеродные нанотрубки. Они настолько прочны, что являются единственно возможным материалом для строительства космического лифта – футуристического проекта по доставке грузов на орбиту Земли.
Ранее об этом здесь: https://sdelanounas.ru/blogs/16636/
Сотрудники Физико-технического института ИрГТУ получили патенты на способ переработки твердых фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия и способ выделения углеродных наночастиц.
Один из авторов проекта, начальник отдела лазерной физики и нанотехнологий ФТИ Николай Иванов пояснил, что углеродные наноструктуры (нанотрубки, астралены) являются эффективными модификаторами различных материалов и позволяют существенно повысить их прочностные характеристики (сталей, сплавов черных и цветных металлов, бетонных смесей, полимер-битумные покрытий, углепластиков и др.).
Российские ученые сделали важный шаг в развитии технологий производства принципиально новых материалов. В Институте проблем химической физики РАН разработали новые методы создания однослойных углеродных нанотрубок. Значение технологии сложно переоценить – сверхпрочные нанотрубки с уникальными свойствами нужны во всех промышленных отраслях.
Авторов разработки наградили в Москве в рамках международного форума "Высокие технологии XXI века". О том, что собой представляют углеродные нанотрубки, как они применяются и как их делают, в интервью каналу "Россия 24" рассказал руководитель научной группы Института, доктор физико-математических наук Анатолий Крестинин. (ВИДЕО)