Когда огонь и пули не страшны
Утеплитель из битого стекла, 3D-шаблоны для хирургов, цифровые двойники и "подушка безопасности" для пожарных - все это создали молодые ученые, которые работают в центрах компетенций Национальной технологической инициативы. Они создаются в рамках нацпроекта "Наука и университеты". Задача центров - объединить заказчиков с разработчиками из университетов. Корреспонденты "РГ" встретились с изобретателями.
Совсем не горячо
Молодые красноярские ученые из Сибирского федерального университета взялись усовершенствовать одежду пожарных. Дополнить ее особыми вкладышами, которые защитят кисти рук от раскаленных предметов. И позволят убирать металлические обломки в очаге.
"Нитоловые нити реагируют на высокую температуру и расширяются, создавая воздушную подушку между слоями перчатки", - говорит соавтор исследования, доцент кафедры техносферной и экологической безопасности Людмила Кулагина.
Не пробьшь!
38-летний доктор технических наук, профессор кафедры технологии и проектирования тканей и трикотажа Костромского госуниверситета Александр Гречухин вместе со студентами разработал сверхпрочную ткань-бронезащиту.
Она останавливает пули, поглощая энергию удара. Такая ткань крепче аналогичных материалов на 15-20 процентов. А весит она в пять раз меньше, чем традиционная бронепластина.
Кавказский полимер
Технологию синтеза суперполимеров для 3D-печати разработали в научно-исследовательском центре прогрессивных материалов и аддитивных технологий в Кабардино-Балкарском госуниверситете.
Из полимерных композитов, "сконструированных" в лаборатории, печатают узлы для систем кондиционирования лайнера МС-21. "Управляя структурой материала на молекулярном уровне, - рассказывает проректор по научно-исследовательской работе Светлана Хаширова, - нам удалось создать уникальные материалы, которые серьезно превосходят зарубежные аналоги". Эти материалы, оборудование и технологии перспективны для авиакосмической отрасли, машиностроения, нефтедобычи и медицины.
"Центр не раз помогал хирургам по 3D-печати шаблонов для операций, - продолжает Светлана Хаширова. - Это, например, модель поврежденного черепа. Она помогают хирургам повысить точность операций, снизить риск осложнений и сократить время реабилитации".
Стены из стекла
В Пермском политехе ученые разработали уникальный строительный материал для утепления жилья. "В его основе - бой стекла, который смешивают с пенообразующими веществами, - говорит один из разработчиков, Георгий Сопегин. - После термообработки он становится пористым. Пузырьки воздуха внутри блоков обладают отличными теплоизолирующими свойствами".
Материал получают практически из отходов, и потому он стоит недорого. И экологически чистый, так как его изготавливают из безвредных компонентов. По мнению пермских ученых, новый долговечный и теплый материал заинтересует строителей, предприятия ЖКХ, сельскохозяйственные организации и тех, которые занимается частным строительством.
Копируем двойника
Одна из платформ по разработке и применению цифровых двойников создана в Центре компетенций Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
Ее задача - просчитать все варианты того, как может вести себя оригинал. Это особенно важно при новых разработках.
Как поступали раньше? Чтобы разработать, например, новый прибор, вначале создавали рабочую модель. Она тестировалась, изобретатели выясняли, как она выполняет поставленные задачи, соответствует ли она требованиям безопасности. Идеальных моделей не существует, поэтому вскоре возникала целая масса замечаний. Их устраняли, затем создавалась новая модель, и процесс испытаний запускался заново...
Это долгий и дорогостоящий процесс. А цифровой двойник позволяет найти решение "за гранью интуиции", ведь задаются тысячи условий, казалось бы, самых невероятных. А при выявлении недочета модель исправляется на компьютере, и процесс виртуальных испытаний запускается заново.
Один из самых масштабных проектов ученых - это разработка электроавтомобиля "Кама-1" полностью на основе цифровых двойников. Его производство должно начаться в ближайшие годы. Уже известно, что автомобиль в отличие от зарубежных аналогов не будет дорогим. Цена трехдверного четырехместного хетчбэка составит около миллиона рублей. Причем автомобиль был разработан меньше чем за два года, что является рекордным показателем для автомобилестроения.
Спиннинг сосудов
А эта разработка ученых Томского политехнического университета спасет сотни тысяч больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Научный сотрудник лаборатории плазменных гибридных систем Евгений Больбасов так и заявляет: "Внедрение нашей разработки решит проблему дефицита донорского материала для имплантации. Пораженный участок можно заменять нашим искусственным материалом".
В основе технологии - многоканальное "вытягивание" тончайших волокон из полимерного раствора под действием электрического поля. "Такой многоканальный спиннинг позволяет создавать композицию из нескольких полимеров, которые другими способами получить невозможно", - отмечает Евгений Больбасов. Ранее этот метод не применялся для создания искусственных сосудов.