Зачем нам нанотехнологии?
Такой вопрос в числе прочих обсуждался на прошедшем в Москве Втором международном нанофоруме.
«Наши дети должны жить лучше – это конечная цель. Нельзя забывать и о защите окружающей среды, новые технологии должны обеспечить и это», – сказал генеральный директор компании NanoSorb Андреас Циммерман (Германия), выступая на секции «Производство и применение наноструктурированных порошков и объемных материалов». Он также отметил, что «есть мнение, что наноматериалы (нанотехнологии) нужны абсолютно всем, но это далеко не так. Существует много отличных материалов не «нано»», сказал А. Циммерман.
На секции, собственно, обсуждалось четыре основных вопроса: наноструктурированные материалы должны придти на смену «обычным» или нужны для новых применений; есть ли площадки для внедрения наноструктурированных материалов (или они никому не нужны?); способны ли мы контролировать то, что хотим получить, и как дела с кадрами в области нанотехнологий?
Александр Корженевский, генеральный директор компании «Синта» (Беларусь) привел пример, когда замена «обычного» покрытия на наноструктурированное из того же материала позволило значительно улучшить некоторые свойства покрываемой поверхности. Речь идет о наноалмазных покрытиях, которые не только весьма твердые и износостойкие, но, что весьма важно, могут быть стандартизированы и модифицированы для каждого применения отдельно, кроме того, они хорошо «работают» со всеми видами материалов. По мнению Александра Корженевского, технологии создания наноалмазных покрытий на сегодняшний день, пожалуй, наиболее подготовлены для широкого применения.
Заведующий лабораторией Института механики сплошных сред УрО РАН Олег Наймарк указал, что газотурбинные двигатели нового поколения требуют новых материалов, готовых выдержать сверхвысокие динамические и усталостные нагрузки, под которыми разрушаются традиционные материалы. Один из материалов, обладающих такими «сверхсвойствами», как рассказал О. Наймарк – субмикрокристаллический титан, разработанный в их лаборатории.
Олег Наймарк обозначил проблему стабильности объемных наноструктурированных материалов. Он напомнил, что они находятся в неравновесном состоянии и, следуя законам термодинамики, стремятся к равновесному состоянию, то есть разрушению наноструктуры, а значит, теряют полезные свойства.
Хорст Адамс из компании Bayer Material Science (Германия) рассказал о наноструктурированном алюминии, который уже производится компанией большими партиями (около 3 тысяч тонн в год), и о том, как была решена проблема стабильности материала. Сверхпрочный наноструктурированный алюминий стабилизирован углеродными нанотрубками. Углеродные нанотрубки вводят в металл в количестве 3-6 ат.%, что дает возможность оптимально сочетать прочность и пластичность композита. Помещаются углеродные нанотрубки внутри зерен (кристаллов) металла и тем самым не позволяют им расти, то есть стабилизируют структуру. Прочность такого алюминия выше «обычного» в три раза. Изготавливают его в виде листа, прута и бруса.
Хорст Адамс подчеркнул, что ключ к решению проблемы внедрения наноструктурированных материалов, то есть их применения в больших объемах – в воспроизводстве качества продукции, под которым понимается воспроизводство различных характеристик материала. Чтобы этого добиться, компания «не пытается решать всё сама», сказал Адамс. Практикуется политика «открытого производства», то есть у компании существует несколько партнеров, каждый из которых специализируется на тех или иных операциях по производству высокотехнологичного материала. Например, у компании есть партнер, который занимается исключительно контролем качества продукции. Он также сообщил, что принятие решения о производстве нового продукта (наноструктурированного) начинается с вопроса о его безопасности, как для потребителей, так и производителей. Например, те же углеродные нанотрубки могут проникать в органы дыхания и через кожу, поэтому на предприятии введена операция их агломерации. Кроме того, с наноструктурированным материалом надо уметь работать – такого опыта пока еще практически нет, что приводит, в частности, к поломке производственного оборудования. Он согласился, что существует проблема поиска применения наноструктурированных материалов, с которой компания столкнулась, в частности, выпуская высокопрочный алюминий.
Говоря о проблеме кадров в нанотехнологической отрасли, участники секции говорили о необходимости специальной подготовки инженеров-технологов, высококвалифицированных рабочих, исследователей.
