В последние 10-15 лет Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН тесно связан с производством веществ для самых разных отраслей: электротехники и электроники, медицины, обороны и безопасности, тренспорта, энергетики, строительства...«Создание новых материалов занимает годы и десятки лет, прирост эффективности при этом составляет примерно 20-30%. Это обычный для науки путь эволюционного развития,  — рассказывает директор института академик Николай Захарович Ляхов. — Однако попытки  презентации таких разработок нередко упираются в маркетинговый фактор. Например, мы создали технологию улучшения свойств сплавов с помощью определенных добавок, но чугун на выходе контролируется с определенной точностью, составляющей, в лучшем случае, 0,1 %, а содержание наших порошков в материалах может быть и 0,01% и 0,005%. И мы, предлагая на рынке новый сплав, никогда не сможем показать, чем он отличается от обычного. Здесь нужно разрабатывать особые условия продажи. Причем, эффект необходимо показывать не в исходном материале, но в изделиях».

«Отработка метода двигается легко, однако, затем компетенция научного института заканчивается. Камень преткновения здесь — необходимость оптимизировать процесс в том, что касается сырья и качества продукта, но  нет промежуточного звена, которое бы этим занималось. Поэтому при научных институтах необходимо создавать инжиниринговые центры», — считает Николай Ляхов.

Академик РАН, научный руководитель Института проблем химико-энергетических технологий Геннадий Викторович Сакович рассказал о том, какие новые материалы можно изготавливать с помощью взрыва. В ИПХЭТ СО РАН разработана технология получения ультрадисперсных алмазов, которые найдут свое применение в создании лазерных зеркал и микроэлектронике. Инициировав процесс обратного горения пороха, учёные научились добывать холодные газы, использующиеся, например, для противопожарной защиты дорогостоящего оборудования. А добавляя примеси наночастиц к металлам, исследователи производят легкие и прочные сплавы с возросшими на 30% эксплуатационными свойствами.

«В странах, где идет глубокая переработка сырья, доля роста ВВП достигает 35%», — отмечает директор Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, академик Валентин Николаевич Пармон. Именно с помощью катализаторов удается получать материалы с принципиально новыми свойствами. Например, сверхпрочные полимеры, высокомолекулярные полиэтилены, превышающие по прочности кевлар бронежилетов. Упрочнения можно достигнуть и добавками новых материалов в хорошо известные.Например, если в бетон ввести 0,005% нановолокон углерода, его прочность повышается в 1,5 раза, и он по этому показателю становится эквивалентом стали. Более того, время созревания сокращается в 1,5 раза — а это экономия цемента и ускорение строительных работ.

Катализаторы позволяют перерабатывать растительное сырье в моторное топливо. «Многие виды возобновляемы ресурсов, например, сахар, целлюлоза, другие компоненты — с  успехом могут заменять продукты нефтехимии, — рассказывает Валентин Николаевич. — Беда России заключается в том, что малотоннажное производство наукоемкой химической продукции в СССР было уделом наших партнеров из Восточной Европы. Ещё одна проблема возникла в связи с тем, что Россия приватизировала почти всю химическую промышленность, и вместо того, чтобы развивать качество создаваемого, предприниматели стали обращать внимание на объем доходов и выпускать крупнотоннажную продукцию». Например, опытно-промышленная линия по производству сверхмолекулярного полиэтилена была объектом, на котором в 2006 году Владимир Владимирович Путин открывал первую технико-внедренческую зону в Томске. Но эта линия опередила возможности переработчиков, и её просто демонтировали. Сейчас стоит вопрос воссоздания этого производства с нуля. «Парадокс заключается в том, что теперь технологию, когда-то разработанную в ИК  СО РАН, в Россию будет поставлять голландская компания», — удивляется академик. По его мнению, нам необходимо сейчас поддерживать идею восстановления малотоннажной химической промышленности. «Эта отрасль очень наукоемкая. И здесь стартовые условия у России очень хорошие», — утверждает Валентин Пармон. Например, в ЗАО «НЭВЗ-Керамикс» на основе разработок институтов СО РАН производится нанокерамика для военной промышленности, изделия из которой имеют те же защитные характеристики, что из металлической брони, но намного легче.

«Я не сторонник того, чтобы создавать новые материалы со сверхэффективными свойствами, а потом гадать, куда их применить. Лучше исходить из задач, которые требуют решения,  — заявил директор Института теоретической и прикладной механики им. С.А.Христиановича СО РАН, академик Василий Михайлович Фомин. — В истории не раз  бывало, что нашумевший новый  материал получал Нобелевскую премию, однако, потом уходил в тень, поскольку применить его было некуда», — утверждает он.

«В декабре 2012 года Президент России подписал Программу развития и повышения конкурентоспособности промышленности, в которой выделил 27 критических технологий. 14 из них невозможны без применения редких металлов. Этим надо серьезно заниматься, — считает директор Института геологии и минералогии  им. В.С. Соболева СО РАН академик Николай Петрович Похиленко. — Например, у нас рядом с одним месторождением есть 100-киллометровый кратер, в который врезался 7-киллометровый метеорит. Графит, находящийся  в «мишени», перешел в нанокомпозитный материал, состоящий из кристаллитов кубического алмаза и более плотной модификации углерода— лонсдейлита (он в 1,5 раза тверже алмаза) Сегодня рынок этого материала оценивается примерно в 3 миллиарда каратов в год».

Генеральный директор Bangalore Integrated System Solution Ltd  (Индия) Сундер Рамасуббу посоветовал россиянам обратить внимание на производство углеволокна. «Россия может стать ведущим поставщиком этого материала, — заявил он. — Во-первых, вы не будете испытывать проблем с его энергоемким производством, потому что у вас есть нефть. Во-вторых, во всем мире возрастает потребность в этом сырье. Третья причина — политическая: углеволокно необходимо для многих производств, а сейчас вы закупаете его за рубежом и зависите от санкций». Имеющееся производство этого материала уже не удовлетворяет мировым потребностям. Если раньше большая часть его тратилась на космические разработки, то теперь стремительно возрастает доля других сфер промышленности, планируется применять его в альтернативной энергетике (например, ветряках), гражданском строительстве, автомобильной промышленности. К 2020 году потребуется около миллиона тонн углеволокна. Разность между потребностью и существующим производством составляет 70 тыс. тонн.

«Чтобы не быть зависимым от политических причин и экономических проблем, связанных с обслуживанием аппаратуры, необходимо иметь собственную производственную базу, — считает Сундер Рамасуббу. — Очень важно также наладить создание препрегов (композиционных материалов-полуфабрикатов), которые повышают стоимость углеволокна в 10 раз (например, с 20 до 200).Это даст толчок к развитию всей промышленности России».

В заключение круглого стола модератор дискуссии заместитель генерального директора ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Ольга Геннадиевна Оспенникова снова заострила внимание на необходимости создания в России малотоннажной химической отрасли. «Основной принцип, на котором должно базироваться внедрение новых материалов в промышленность, — малотоннажные производства, которые могут выпускать небольшие партии продукции и являются быстро переналаживаемыми и  мобильными».

СО РАН info

Диана Хомякова  Фото: Юлия Позднякова