Терагерцы и пикометры
Заявки на участие в третьем международном форуме "Технопром" подали порядка двадцати научных институтов Сибирского отделения РАН. Среди них - Институт физики полупроводников (ИФП). Как сообщил заместитель директора института по научной работе Олег Пчеляков, ученые ИФП планируют получать особо чистые материалы для изготовления высокоэффективных солнечных батарей, которые будут использоваться на космических аппаратах. На форуме будет представлен и нанотранзистор, быстродействие которого измеряется терагерцами. На его базе сконструирован фемтомольный нанотранзистор, чувствительный к молекулам органики. С его помощью можно проводить анализ крови ДНК. "Хенд мейд" от физиков - установка молекулярно-лучевой эпитаксии. Таких изготовлено уже более ста, они "работают" во многих городах мира. Уникальность еще одного прибора ИФП - медицинского матричного тепловизора - в том, что благодаря высокой чувствительности он позволяет рассматривать колебания молекул воздуха. На базе этого же тепловизора создан микроскоп, позволяющий увидеть нанообъекты. К примеру, это важно для прогнозирования работы микросхем.
В центре коллективного пользования "Наноструктуры" ИФП также немало уникальных и самых современных приборов мирового уровня. Правда, "металл" пока зарубежного производства. Но без него, убеждена помощник губернатора Новосибирской области по науке, образованию и инновациям Марина Ананич, не были бы возможны многие открытия новосибирских физиков. Об одном рассказал старший научный сотрудник ИФП Сергей Косолобов. В условиях сверхвысокого вакуума ученым удалось получить поверхности, "шероховатости" которых равны "высоте" одного атома кремния. При этом между ними образуются достаточно широкие "террасы", которые не содержат таких выступов. И это на сегодня, как утверждают ученые, самая гладкая поверхность в мире. С помощью сверхгладких поверхностей в оптических микроскопах было достигнуто разрешение в один пикометр (одну триллионную часть метра), что является уникальным результатом.
Подконтрольный Север
Освоение Севера - еще одна сфера, для которой ученые предлагают свои разработки и технологии. В Институте физики полупроводников создан компьютерный стенд, который способен контролировать работу трубопроводов с высокой точностью. В фокусе его внимания - несанкционированный отбор сырья или образовавшаяся пробка. Институт лазерной физики (ИЛФ) продемонстрирует лазерно-плазменные технологии, которые позволяют менять структуры материалов и создавать новые, подходящие для работы в экстремальных условиях Арктики.
Так, лазерно-плазменная наплавка антикоррозионных покрытий может применяться для защитной обработки поверхности труб, включая магистральные газо- и нефтепроводы. Разработкой уже заинтересовались в "Российских железных дорогах" - технологию планируют применять при производстве локомотивов. Подойдет она и для автомобилей "Камаз".
В прошлом году сотрудники ИЛФ продемонстрировали разработки, касающиеся создания макетов оптических фемтосекундных часов. Применяя их в системе ГЛОНАСС, в режиме реального времени можно определять координаты, местоположение объекта с точностью до одного сантиметра. Простой пример - платные парковки и дороги, где нужно точно определить число автотранспортных средств.
- Если бы в момент Большого Взрыва запустили наши часы, то к сегодняшнему дню они бы отстали на одну секунду, - привел образный пример заместитель директора института Владимир Денисов.
Ведущий научный сотрудник ИЛФ Владимир Трунов рассказал, что в лаборатории лазерной физики работают над получением мощных фемтосекундных импульсов. Создан и прошел испытания прибор, который может одновременно диагностировать большое количество разнообразных примесей в воздухе. Такие разработки находят применение в высокотехнологичном производстве, в лечении онкозаболеваний.
Лазер для самолетов
Одна из секций "Технопрома-2015" будет посвящена аддитивным технологиям, технологиям лазерной сварки и лазерной микрометаллургии. Какое отношение они имеют к авиации? "Самое прямое!" - считает заместитель директора по науке Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН Анатолий Оришич. Дело в том, что все самолеты изготавливают методом заклепок - другого способа сварки алюминия, чтобы прочность шва была равна прочности основного металла, не изобретено.
- Если бы нам удалось сделать технологию сварки для авиационной промышленности, то экономия составила бы до одной трети. Это десятки миллионов долларов для одного среднего самолета, - предположил Анатолий Оришич.
В концерне Airbus называют переход к сварке "мягкой революцией", равной той, когда люди от деревянных самолетов перешли к металлическим. Обычные методы сварки исследованы хорошо, но они не дают нужного результата. С помощью лазерной сварки в ИТПМ уже решена задача для титановых изделий. Однако с алюминием, добавляет ученый, есть проблемы. И над этим работают ученые.
Следующим этапом могут стать аддитивные технологии.
- Как делается любая деталь? Сначала берется большой кусок, отрезается все лишнее и получается нужная деталь. А можно взять порошок и с нуля вырастить объект с нужными нам размерами. В институте мы ввели термин "микрометаллургия": берем маленький объем сырья, варим нужный "супчик" с добавлением нанопорошков, а потом создаем нужную деталь. И это на сегодня мировой тренд, - подчеркнул профессор Оришич.
Марина Ананич, помощник губернатора Новосибирской области по науке, образованию и инновациям:
- В этом году в раках "Технопрома" планируется не просто представить новые перспективные проекты и разработки. Планируется привлечь к участию в форуме представителей федеральных министерств, экспертов, которые смогут дать рекомендации по вхождению наших проектов в федеральные целевые программы. Это позволит привлечь средства для их реализации на территории области. При этом акцент делается именно на комплексные, кластерные проекты. Новосибирская область планирует представить программу реиндустриализации экономики, лазерный кластер, кластер металлообработки, аддитивных технологий, микроэлектронику, кластерный проект "Сибирской биотехнологической инициативы".