Нанотехнологии в строительстве

Уральский нанотехнологический щит Родины

Уральские нанотехнологии — делами, а не словами

Уже сейчас на Среднем Урале  активно формируется инфраструктура по разработке и внедрению в производство ряда нанопродуктов. В частности, они разрабатываются консорциумами, объединяющими институты УрО РАН, УГТУ-УПИ и УрГУ, технологические институты — УралНИТИ, СвердНИИХиммаш, крупные предприятия и малый бизнес. Например, в Институте электрофизики УрО РАН налажено изготовление керамических материалов с применением нанотехнологий. Полученные изделия по многим параметрам превосходят обычную керамику. На Урале идут работы и по молекулярному конструированию. В Институте физики металлов в течение многих лет работают над созданием новых магнитных материалов, обладающих гигантским сопротивлением. В Институте физики металлов Уральского отделения РАН разработаны основы технологии получения интеллектуальных сталей, обладающих высокой жаропрочностью и радиационной стойкостью, что позволит уральским металлургам занять значительную долю рынка сталей для атомной энергетики. В Уральском государственном университете разработаны основы технологии получения сред для высокочувствительных сенсоров магнитного поля и датчиков широкого назначения на их основе, которые могут найти применение в микроэлектронике. Благодаря разработкам среднеуральских ученых, сегодня на ведущих предприятиях области уже освоен выпуск продукции с использованием нанотехнологий. Например, Уральский электрохимический комбинат производит фильтры на основе наноматериалов для очистки газов от сверхмалых частиц. На этом же предприятии производятся катализаторы из палладия и платины для нейтрализации вредных примесей в газах, в том числе для очистки выхлопных газов автомобилей.

Нанотехнологии позволили сделать катализаторы более эффективными и уменьшить расход ценных металлов. Уральский завод гражданской авиации применяет передовую технологию повышения стойкости лопаток газотурбинных двигателей за счет нанесения нанопокрытий на основе нитрида титана. В результате в четыре раза увеличился ресурс лопаток и снизился расход топлива при сохранении мощности авиадвигателей, повышена их надежность. Высокоэффективные антикоррозионные покрытия на базе нанопорошков, используемые в строительном комплексе, делает ООО «Высокодисперсные металлические порошки». Эти покрытия превосходят по долговечности существующие аналоги в 2–4 раза, при этом пожаробезопасны и устойчивы к воздействию низких и высоких температур, поэтому активно применяются при строительстве Московской кольцевой автодороги, мостов через реки Обь, Иртыш, Кама, Волга и других важных объектов. На ФГУП «НПО автоматики» выпускаются элементы на основе нанотехнологий для современных магнитных сенсоров, применяемых в системах измерения и автоматизации. Специалисты комбината «Электрохимприбор» внедрили технологию получения наноалмазов, использование которых значительно повышает характеристики электрохимических и химических покрытий. В Институте электрофизики РАН с использованием нанотехнологий создан образец самого маленького рентгеновского аппарата в мире, производство которого можно освоить у нас в области. Благодаря своим размерам аппарат может найти применение в медицине при рентгеноскопии нетранспортабельных больных, в том числе в автомобилях «Скорой помощи», а также в металлургии при обнаружении дефектов прямо на технологической линии.

Фантастам и не снилось

Очевидно, что институтам и предприятиям Среднего Урала вполне по силам занять ведущие позиции  в российской наноиндустрии. Губернатор Эдуард Россель прямо сказал об этом:

«У нас с вами есть очень  хороший потенциал в этом вопросе. Я думаю, что мы должны им воспользоваться  и, как минимум, стать участниками  федеральной программы. А как  максимум — стать лидерами в данной отрасли».По инициативе губернатора Свердловской области для координации и экспертизы работ по нанотехнологиям в Свердловской области создано предприятие «Уральский центр наноиндустрии», при котором действует координационный научно-технический совет, в состав которого входят ведущие ученые, технологи и производственники. На протяжении нескольких последних лет некоторые исследования финансируются в рамках совместного конкурса научных проектов с Российским Фондом фундаментальных исследований. Реализация ряда научно-технических проектов в области нанотехнологий осуществляется при финансовой поддержке правительства Свердловской области. С 2001 по 2007 год из областного бюджета было выделено более 200 миллионов рублей. Для дальнейшего развития нанотехнологий на Среднем Урале министерством промышленности, энергетики и науки Свердловской области разработана специальная программа до 2010 года. В нее включены научно-технические и инновационные проекты промышленных предприятий, на которых с привлечением академической и вузовской науки идет разработка и внедрение нанотехнологий. Только из областного бюджета в ближайшие годы на реализацию программы будет выделено более 370 млн. рублей. Все это позволит разработать уникальные технологии и материалы для российской экономики.Так, в ближайшие годы в ООО «Высокодисперсные металлические порошки» планируют разработать новые порошки для промышленности и транспорта. Их можно будет использовать для защиты от коррозии внутренней поверхности резервуаров, трубопроводов, при ремонте тепловых и водопроводных сетей. Эти покрытия обеспечат эффективную долговременную защиту от коррозии металлоконструкций, работающих в жестких условиях эксплуатации автотранспортных магистралей: мостов, и эстакад, предупредят аварийные разрушения металлоконструкций. Новые материалы позволят значительно увеличить межремонтные сроки работы промышленного оборудования и автотранспорта, снизить расход топлива, электроэнергии и смазывающих материалов. На ФГУП «ПО «Уральский оптико-механический завод» через три года появятся опытные образцы станков, где будут применены узлы бесконтактной силовой наномеханики, сверхразрешающий трехмерный микроскоп для исследования объектов микро- и нанометрового диапазона, что даст возможность освоить производство приборов нового поколения для исследования материальной структуры и динамических процессов в микрообъектах и сделать открытия в микроэлектронике, фотонике, материаловедении, медицине и биологии. В ООО «Спецкерамика» совместно с Институтом высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН и Свердловским областным клиническим психоневрологическим госпиталем для ветеранов войн создается опытно-промышленное производство и внедрение в практику ортопедии нового поколения эндопротезов и имплантантов опорно-двигательной системы человека с применением высокопрочной плотной и крупнопористой биоактивной керамики, модифицированной нанокомпонентами. Отечественная медицина получит керамические имплантанты нового поколения, не уступающие по своим характеристикам лучшим зарубежным аналогам

В 2008–2010 годах на ФГУП «НПО «Автоматики» планируется провести разработку и моделирование системы  управления летательным аппаратом  с использованием чувствительных элементов  на основе наноматериалов и создать уникальную систему управления для малогабаритных летательных аппаратов.

Холдинг «Юнона» совместно  с ФГУП «Институт реакторных материалов»  планирует разработать промышленную технологию дозирования радиоактивных  наноэлементов в титановую капсулу для лечения раковых заболеваний. За счет использования при лечении раковых заболеваний Цезия-131 снизится доза облучения организма, сократятся побочные эффекты. На личном контроле губернатора Свердловской области находится развитие Уральского регионального центра наноиндустрии. В состав центра вошли институты УрО РАН, вузы, крупнейшие промышленные предприятия, внедряющие нанотехнологии. Новая структура призвана превратить научные достижения образовательных организаций, промышленных и научных предприятий Урала в конкурентоспособные современные технологии и нанопродукты. Ситуация на Урале с развитием наноиндустрии обнадеживает. Институты и предприятия активно работают над разработкой технологий и созданием новых образцов техники и оборудования. В ближайшее время мы станем свидетелями рождения новых технологий, приборов и устройств, которые и фантастам даже и не снились. Например, ученые уменьшат транзисторы и другие элементы электроники до размеров отдельных молекул. Представьте, например, компьютер размерами с ручные часы. Но самое главное — реальные достижения уральских специалистов в сфере нанотехнологий откроют новые горизонты развития отечественного машиностроения, металлургии, фармацевтики.

Три «золотых проекта» для Томской области стартуют в 2008 году

Об этом заявил зам.губернатора Томской области Владимир Емешев. Речь идёт о нефтедобыче на правобережье, разработке Бакчарского железорудного месторождения и строительстве 4-х заводов по производству стройматериалов. Подготовительная работа по всем проектам уже завершена. За последние несколько лет в Томской области разработали 10 так называемых «золотых проектов». Все они так или иначе связаны с недропользованием. Один из важнейших — развитие нефтяного правобережья Оби. Там за 2 года пробурили 3 скважины, исследование которых сейчас находится на завершающей стадии. Это, по словам Емешева, один из самых удачных проектов по добыче полезных ископаемых. «В этом направлении практически остаётся только поддерживать те темпы, которые там есть. Более того, мы заложили в развитие РАО "ЕЭС» линию электропередачи под этот проект, проходящие с юга на север 500-киловольтные линии, чтобы обеспечить будущих нефтяников энергетикой" , – сказал заместитель губернатора. Кроме того, Томская область уже вышла в Государственную Думу России с предложением снизить налоги для нефтяников, которые приходят на участки, где инфраструктура отсутствует. Главным экономическим прорывом года Владимир Емешев считает подписание договора с инвестиционно-финансовой компанией «Метрополь» о разработке Бакчарского железорудного месторождения.

В частности, господин Емешев говорит:

«Мы привлекли деньги и  доказали, что там существует железная руда именно в тех объёмах, о которых  мы говорили. Мы показали, что её можно  добывать гидродобычей, чего в России никогда не делалось, да и в мире мало. Мы вышли по этому проекту  в Минэкономразвития и попали в 16 проектов, которые министерство рассмотрит как государственное партнёрство в строительстве железной дороги и энергетического блока, который обеспечит бакчарский узел электроэнергетикой».

Виктор Кресс: Ещё один важный договор был подписан в ноябре губернатором омской области Виктором Крессом и группой чешских компаний. Томичи договорились с чехами о совместном строительстве комплекса строительных материалов на базе Каменского месторождения известняков. Теперь в Томске дома будут строить, используя собственные материалы, что в дальнейшем поможет «заморозить» цены на первичное жильё.

Владимир Емешев: «Будет 4 завода: завод по производству цемента, извести, щебня и завод сухих стройматериалов на основе нанотехнологий. И этот проект — мы подписали инвестиционное соглашение, и второе соглашение — губернатор сказал чехам, что готов выделить площадку под строительство жилья». Уже весной следующего года на правительственном уровне будет подписан межгосударственный договор с Чехией. В него будет вписан проект по созданию этих 4-х заводов по производству стройматериалов.

Мария Арцишевская: Вопреки сомнениям скептиков, всё-таки в природе ЕСТЬ стройматериалы на основе нанотехнологий. Не зря же ответственные томские товарищи утверждают: «Будет 4 завода: завод по производству цемента, извести, щебня и завод сухих стройматериалов на основе нанотехнологий»… Ну, как говорится, им и карты в руки. А мы пожелаем им успехов на этом пути!..

Сверли по-новому

Ижевские и немецкие ученые разработали наноматериал для обработки камня. В Ижевском государственном техническом университете побывал профессор Университета г. Люнебурга (Германия) Антимос Георгиадис. Университет г. Люнебурга — деловой партнер ИжГТУ по совместным образовательным и научным проектам, ему всего два года, а создан он на основе двух университетов (технического и классического).

Ижевский Государственный  Технический Университет

Целью визита профессора Георгиадиса  была совместная работа с коллегами  из ИжГТУ по созданию бинациональной программы магистерского обучения, выпускники которой будут получать двойные — российский и немецкий — дипломы. Эта программа финансируется Немецкой службой академических обменов (DAАD), прием студентов планируется начать в 2009 году. Благодаря А.Георгиадису ижевские специалисты получили доступ к одному из крупных проектов Евросоюза в области создания инструментов и оборудования. ИжГТУ — участник консорциума 30 европейских партнеров, который занимается реструктуризацией рынка изделий из натурального камня (от добычи и обработки до сбыта). Исследования ижевских ученых направлены на создание исходных наноматериалов и компонентов структур многослойных покрытий, а также технологии их нанесения на высокопрочные инструменты для обработки камня. Партнерами ИжГТУ в этом проекте стали Университет г. Люнебурга и Ижевский инструментальный завод.

Серия «Blue Granite» для гранита и прочих твердых камней

Совместно с заводом была изготовлена первая партия прототипов инструмента нового поколения —  это сверла сухого (без смазочных  и охлаждающих жидкостей) высокоскоростного  сверления камня (мрамор или гранит), которые сейчас будут проходить  испытания в Университете г. Люнебурга.

Бактерицидные стены

Компания «Реммерс Бауштофтехник»: Нанотехнологии Remmers

Специалисты компании Remmers («Реммерс Бауштофтехник» — производство материалов строительной химии) разрабатывают «разумные покрытия для стен», которые будут обладать специфическими свойствами и «приносить пользу клиентам и переработчикам».

Для достижения этой цели используются новейшие результаты научных исследований и современнейшие технологии. Ключевая роль в этом принадлежит применению нанотехнологий. В рамках исследования в области нанотехнологий, специалисты работают с мельчайшими частицами, образующими материалы. На этом микроскопическом уровне можно заложить основы для продуктов со специфическими свойствами. Дело в том, что нанотехнологии дают возможность целенаправленно изменять свойства поверхностей таким образом, чтобы они могли выполнять практически любую необходимую функцию.

Вот что они пишут в  своём пресс-релизе:

Покрытия с функциональным акцентом

При разработке новых продуктов  мы работаем в тесном сотрудничестве с ведущими научно-исследовательскими институтами. Исходным пунктом любого научно-исследовательского проекта  является наличие определенной проблемы, ориентированной на потребности  рынка, например, борьба с плесенью внутри помещений. Таким образом, удалось, используя новейшие результаты научных исследований по нанотехнологиям совместно со специалистами Фраунгоферского института химических технологий, разработать комбинацию активных компонентов, обеспечивающих высокую, надежную и долговременную защиту древесины от поражения микробами, плесенью и бактериями. Покрытия компании Remmers постоянно проходят разнообразные тесты и проверки.

В частности, продукт Remmers Bioni Nature был протестирован в следующих научно-исследовательских организациях:

= Фраунгоферский институт химических технологий, Пфинцталь;

= TUV-«продукция и окружающая  среда», Кёльн;

= Институт по проверке  строительных материалов, Ганновер;

= Официальный институт  по изучению и проверке материалов, Бремен;

= Институт по изучению  гигиены лечебных учреждений  и инфекционному контролю, Гиссен;

= Научно-исследовательский  институт по пигментам и лакам,  Штутгарт;

= Фраунгоферский институт по строительной физике, Хольцкирхен;

= Рейнско-вестфальский технический институт, Аахен;