В прошлом году проект получил финансовую поддержку министерства образования и науки РФ в размере 200 миллионов рублей. Теперь перед инноваторами стоит большая задача - создать материалы, способные заменить металл, и внедрить их в промышленное производство.
Возможно, кого-то удивит тот факт, что высококлассные полимеры, имеющие широкий спектр применения - от машиностроения до медицины, - исследуют в Нальчике, а не в столичных научных институтах. Однако ничего необычного здесь нет. Еще в 60-х годах прошлого века в республике появилась одна из сильнейших отечественных школ материаловедения - полимерная школа профессора Абдулаха Микитаева.
- Перестройка стала испытанием для всей отечественной науки, многие институты в стране оказались заброшены, и мы, в общем-то, не исключение. В 1990-е годы Абдулах Микитаев был избран депутатом в Государственную думу, состоял в Верховном Совете РФ, и, конечно, на исследования в области полимерной химии времени у него не оставалось, - рассказывает руководитель лаборатории прогрессивных полимеров Кабардино-Балкарского госуниверситета Светлана Хаширова. - Возрождение лаборатории произошло в 2008 году, когда он решил воссоздать научный центр в университете и объединил вокруг себя единомышленников - причем такого сосредоточения исследователей в области полимерной химии не было тогда нигде в стране. Мы стали участвовать в различных федеральных целевых программах минобрнауки и работали с Фондом перспективных исследований. Каждый год оснащали нашу базу современным исследовательским оборудованием, а в прошлом году лаборатория переросла в Центр прогрессивных материалов и технологий.
В стенах этого учреждения трудится около 40 ученых (средний возраст 35 лет), все они - выпускники КБГУ. Создают они не только полимеры и композиты, но и совершенно новые методы переработки - 3D-печать. Сейчас аддитивные технологии развиваются стремительными темпами: уже не редкость использование настольных принтеров в домашних условиях. Но, оказывается, "строительных" материалов для новых устройств не то что в России, в мире - очень мало.
Имеющиеся на рынке материалы больше предназначены для печати простых стандартных изделий, а для выдерживающих высокие нагрузки созданы всего две марки пластика на основе суперконструкционных полимеров.
- Дело в том, что технология производства именно суперконструкционных полимеров довольно сложна и те несколько фирм в Англии и Германии, которые выпускают многофункциональное сырье в промышленных масштабах, не продают лицензии на производство. Хотят быть монополистами на рынке, - продолжает Светлана Хаширова. - Кроме того, не каждый суперконструкционный полимер подходит для 3D-печати. Мы разработываем собственные рецептуры: они проще, доступнее и в то же время позволяют получать метериалы более высокого качества.
Созданная технология обладает рядом важных характеристик, среди которых - малооперационность, снижение количества стадий производства, высокий процент выхода годного материала. Все вместе позволяет значительно удешевить их выпуск: в некоторых случаях (по сравнению с зарубежными аналогами) - на 40 процентов.
Еще один важный нюанс - нальчикские образцы можно использовать как для изготовления деталей литьем, так и с помощью трехмерной печати. Поэтому область их применения становится поистине безграничной. Материалы очень прочные, устойчивы к радиации и термическому воздействию - некоторые выдерживают температуру до 450 градусов. Также они сохраняют свои свойства при низких температурах (до минус 100 градусов) и незаменимы, например, при строительстве спецтехники для работы в Арктике. Конструкции из полимеров легче металла на 50 процентов и, в отличие от последнего, не ржавеют и являются диэлектриками.
- Любое снижение веса машин сейчас очень ценится. Только представьте, уменьшение массы самолета даже на один процент позволяет сэкономить 0,75 процента объема топлива. Также полимеры используются в медицине, так как они обладают био-совместимостью. Можно изготавливать импланты - сменные "детали" для позвоночника и челюстной кости, сердечный клапан. При этом они не отторгаются организмом и служат десятки лет, - говорит ученый.
Если сложить все известные полимеры в пирамиду, то прогрессивные окажутся на самой верхушке. Ученые лаборатории освоили их все. Причем научились создавать на основе полимеров композиционные материалы - с добавками для улучшения отдельных свойств. К примеру, нужны потребителю более огнеустойчивые материалы? Пожалуйста. Нужно повысить электропроводность или пластичность? Не проблема.
Казалось бы, при таком качестве продукта от инвесторов и заказчиков не должно быть отбоя. Но даже при всей очевидной пользе новой технологии приходится пробивать себе дорогу. Машиностроительные предприятия Москвы, Рыбинска, Королева, Кирова, Ульяновска и Казани обращаются в лабораторию. Мы сотрудничаем с ними в рамках небольших проектов, но о массовом внедрении образцов в производство речи пока не идет.
- Исследованиями интересовались Роскосмос и предприятия авиастроения. Мы на всех уровнях ищем инвесторов, которые могли бы внедрить наши технологии в массовое производство. Даже составили подробный бизнес-план. На мой взгляд, без государственной поддержки тут не обойтись - в лабораторных условиях много материала не сделаешь. А ведь если сейчас запустить такие полимеры на рынок, это было бы даже не импортозамещение, а импортоопережение, так как материалов с достигнутыми свойствами в мире нет.
Впрочем, ситуации безвыходными не бывают. В этом году ученые представили подробный доклад руководству Татарстана, так как в этой республике развита химическая промышленность. Информация впечатлила главу регионального правительства, и в сентябре делегация руководителей татарстанских промышленных предприятий собирается приехать в Нальчик, чтобы ознакомиться с новыми технологиями.
Кстати
Изобретения лаборатории прогрессивных полимеров были представлены на 69-й международной выставке "Идеи - Инновации - Новые разработки" IENA-2017 в ноябре 2017 года в Нюрнберге (Германия), где получили две золотые медали. Кроме того, разработки ученых были отмечены пятью дипломами, в том числе минобрнауки РФ и Тайваньской лиги инвесторов.