Профессор вуза: Наука должна быть не только академической, но и прикладной

В Саратовском ГТУ им. Гагарина планируется открытие центра "СГТУ-Инжиниринг-Технологии", целью деятельности которого является разработка промышленных технологий производства новых видов наноматериалов, а также изделий на их основе. О его задачах, перспективах и многом другом рассказал доктор химических наук, профессор, директор Физико-технического института СГТУ (ФТИ) Александр Гороховский.

- Основной массив современных разработок в институте связан с нанотехнологиями. Как вы считаете, каковы перспективы развития научной мысли в этом направлении?

Нанотехнологии и наноматериалы - одно из ключевых направлений развития науки и техники, обладающее высоким потенциалом, в том числе и в коммерциализации интеллектуальной собственности. Современная наука позволяет перейти от дорогостоящих "штучных" разработок наноматериалов и нанотехнологий к их массовому использованию. Сегодня потребитель не вдается в подробности, как работают нанотехнологии, он просто использует предложенные ему более удобные решения.

В ФТИ разработками в этой области заняты практически все кафедры. Объектов нанотехнологий множество, и они могут использоваться в различных направлениях. Например, наноструктурированные материалы делятся на два типа: конструкционные, в которых добавки наноматериалов увеличивают и сохраняют прочностные свойства при изменении внешних факторов, и функциональные, способные резко изменять свои свойства (электрические, оптические или магнитные) при изменении внешних условий.

Наши ученые работают над получением как конструкционных, так и функциональных наноматериалов, позволяющих предложить современной промышленности новые решения. У нас в институте очень сильная команда специалистов с хорошим научно-техническим бэкграундом, хорошо знакомых с производственными процессами и готовых квалифицированно улучшать их с использованием нанотехнологий и наноматериалов. Мы сотрудничаем с коллегами из других вузов, в том числе и с Тамбовским государственным техническим университетом, который занимается разработками в области синтеза и применения различных модификаций наноугдерода, работаем над получением гибридных соединений на основе наших наноразмерных частиц политиатнатов калия, слоистых двойных гидроксидов и углеродных наноматериалов.

 - В рамках программы опорного университета в СГТУ планируется открытие центра "СГТУ-Инжиниринг-Технологии" в области производства новых функциональных материалов и изделий на их основе. Какие проекты планируется реализовать на базе этого центра?

Производственные предприятия готовы покупать новые материалы в количествах, необходимых для полноценной загрузки оборудования. В университетских лабораториях нет мощностей достаточных для синтеза таких количеств наноматериалов и отработки технологического процесса их производства в условиях, приближенных к промышленным.

В советское время разработки ученых доводились до производственных масштабов в отраслевых научно-исследовательских институтах. Сейчас необходимая сеть таких институтов практически отсутствует, недавно созданный центр "СГТУ-Инжиниринг-Технологии" позволит частично реализовать их функции в университете. Одним из основных направлений деятельности этого центра станет отработка технологических процессов производства наноматериалов и изделий на их основе, производство малых (опытных) партий этих видов продукции.

Планируется, что инжиниринговый технологический центр (ИТЦ) позволит заниматься разработками, которые смогут стать основой производства малых партий уникальных наноматериалов, и превратить их в коммерческий продукт с высокой ликвидностью.

Выделю три основные задачи центра. Во-первых, начальный этап создания новой технологии - дизайн и моделирование новых свойств разрабатываемых материалов. Математический расчет возможных свойств материала, способов его применения, поиск алгоритма проведения операций его обработки, необходимых для того, чтобы улучшить эти свойства. Во-вторых, синтез и изготовление опытного образца. В технологическом центре будет установлено оборудование, позволяющее смоделировать условия получения материала или изделий на его основе, максимально приближенные к производственным. И, в-третьих, внедрение разработанных технологий на предприятия, в том числе и под заказ.

В перспективе планируется объединить инжиниринговый центр с центром трансфера технологий и коммерциализации объектов интеллектуальной собственности в единую структуру на базе СГТУ. В задачи созданного центра будет входить формирование научно-технических проектов с учетом запросов промышленности, результатов научных разработок университета и возможности отработки результатов в опытно-промышленных условиях на базе ИТЦ. С учетом полученных результатов таких целевых разработок будут формироваться стартапы, малые инновационные предприятия, а также создаваться программы по их внедрению в крупномасштабные производства. Сейчас разрабатывается дорожная карта по созданию такого единого центра. Однако все это - еще впереди, а пока нам еще предстоит закупить и освоить технологическое оборудование и наладить работу создаваемого центра.

 - Расскажите о проектах, которые реализуются в вузе вне программы опорного университета.

Отмечу, что многие лаборатории СГТУ оснащены не хуже лабораторий вузов, входящих в рейтинг "ТОП-100 российских вузов". У нас есть все необходимое для полноценного проведения фундаментальных и прикладных научных исследований.

В частности, в лабораториях Физико-технического института ведется активная работа в направлении синтеза и использования в различных отраслях промышленности полититаната калия. Это - наноразмерный слоистый материал, на основе которого мы можем синтезировать "слоеные пироги" с разнообразной начинкой, получая множество разнообразных функциональных нанокомпозитных материалов, обладающих свойствами, необходимыми потребителю. Ученые ФТИ разработали множество гетероструктурных соединений, среди них - антифрикционные и теплоотражающие материалы, катализаторы и адсорбенты, а также большое количество совершенно новых, не имеющих аналогов, материалов для электронной техники и приборостроения.

Созданные на основе полититината калия антифрикционные материалы могут использоваться в составе смазочных композиций и при производстве пар трения машин и механизмов, например, подшипников качения и скольжения. Эти материалы обладают низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, при этом матрица композита может быть любой: полимерной, металлической, керамической. Все зависит от направления его дальнейшего использования.

На основе полититаната калия можно создать и покрытия с теплоотражающими свойствами. Лучше наших соединений тепло отражает лишь металлическое серебро. Покрытия на основе этого материала можно наносить на внутреннюю поверхность камер печного и котельного оборудования, как электрического, так и работающего на углеводородном топливе. В последнем случае полититанат калия как высокоэффективный катализатор дополнительно способствует полному окислению угарного газа до диоксида углерода, что уменьшает экологическую нагрузку при производстве.

Также на основе полититаната можно создать теплоотражающие краски и керамику, стойкие к тепловому удару. Титанаты калия плохо смачиваются расплавами металлов и, поэтому, могут использоваться как антипригарное покрытие в металлургических производствах.

Особенно интересно, что некоторые модификации полититаната обладают аномально высокой диэлектрической проницаемостью. Благодаря этому, на их основе можно изготавливать керамические конденсаторы, емкость которых может быть в тысячу раз выше, чем у используемых в настоящее время конденсаторов на основе титаната бария. Сейчас нами ведется активная работа по продвижению этого продукта на российский и международный рынки.

Отдельные соединения - производные полититаната калия - мощнейшие фото- и электро-катализаторы, которые могут найти применение при решении экологических проблем (очистка дымовых и выхлопных газов, очистка сточных вод, воздуха рабочих зон предприятий химической промышленности) и в производстве систем по утилизации рассеянного тепла от низко эмиссионных источников (тепловые магистрали, производственное оборудование), а также преобразовании тепла в электроэнергию.

- Как вы относитесь к политике университета, которая нацелена не только на разработку инновационных решений, но и на их внедрение?

Без поддержки со стороны руководства мы бы продолжали вариться в собственном соку и заниматься академической наукой. Мы не просто одобряем эту политику, мы - активные ее участники. Нас обнадеживает тот факт, что сегодня у руководства всех уровней есть понимание необходимости слияния науки и производства. Мы научились делать хорошие научные разработки, соответствующие мировому уровню и теперь хотим внедрять их в отечественное производство. Для создания действенного механизма обеспечения этого процесса нужно еще многое сделать, и создание инжинирингового технологического центра на базе СГТУ - пусть небольшой, но реальный вклад в это великое дело.

 - Какие шаги будут предприняты руководством ФТИ для продвижения проектов, реализуемых в вузе?

На данном этапе необходимо разработать регламентирующие документы, определяющие права и обязанности всех участников инновационного процесса. Требуется решить проблему скорейшего формирования материально-технической и методической базы процесса создания и внедрения научно-технических разработок на базе нашего университета, сформировать необходимую инфраструктуру, связывающую в единое целое все заинтересованные стороны в нашем регионе.