Версия для печати
Вернуться к списку

ДЕНЬГИ МАЛЕНЬКОГО ДЕЛА

Но в Сибири уже пробуют зарабатывать деньги в этой сфере

Производство нанообъектов (то есть объектов размером около 10^{-9 м; от греческого nanos - "карлик") отстает от потребностей рынка. Томские ученые надеются совершить прорыв на рынке нанотехнологий и помочь в решении актуальных проблем современности.}

Так, одно из перспективных направлений - фильтровальные материалы, созданные с помощью нановолокон, которые могут поставить барьер на пути распространения птичьего гриппа. Потенциальные потребители таких фильтров - сотни предприятий фармацевтической и пищевой промышленности.

Рентабельная чистота

На основе нанопорошков томские ученые производят волокна, которые с помощью особой технологии помещают на специальные тканевые маты. Нановолокна приобретают положительный заряд и притягивают отрицательно заряженные вирусы. Качество продукции порой превосходит аналоги из США и Европы, а стоимость - значительно ниже, чем у ведущих производителей микропористых фильтровальных материалов - Sigma, Whatman, Millipor. На зарубежном рынке российские фильтровальные материалы долго бы не залежались: спрос на них ажиотажный. В 2000 году объем продаж изделий на основе фильтровальных материалов в мире достигал 20 млрд долларов, а в 2003-м - превысил 40 млрд.

"Если нам удастся выйти на мировой рынок, то можно будет выпускать достаточно большие объемы, но, конечно, предстоит серьезная конкурентная борьба, - отмечает директор Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН), доктор физико-математических наук профессор Сергей Псахье. - В России же у нас вообще нет конкурентов. Есть только фирмы, которые перепродают фильтры и фильтрационные материалы, купленные на Западе".

Прочная репутация

Работа с наноматериалами сродни ювелирной. Диаметр частичек, из которых состоит обычный нанопорошок, - около 20 нанометров, в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Если не уметь их "подчинять", они просто рассеиваются в воздухе.

При обработке в специальных условиях нанопорошок превращается в нанокерамику - особый композиционный высокотвердый материал, обладающий устойчивостью к кислотам и щелочам. Он долго не разрушается: срок его службы может составлять тысячи лет. Температура плавления достигает +3 500°С (для сравнения: у тугоплавкого вольфрама, из которого сделана нить накаливания в лампочке, - около +3 400°С).

Наиболее актуально применение наноматериалов в медицине, например для создания биоимплантатов. Человеческая кость представляет собой сложный набор оксидов, что роднит ее с нанокерамикой. Имплантировать металл внутрь кости небезопасно: вещество может так и остаться чужеродным. В лучшем случае вживленный материал инкапсулируется в организме (вокруг инородного тела образуется защитная оболочка), в худшем - начнет отрицательно воздействовать на него. Идеальный вариант - вживить керамику, напоминающую костную ткань не только химическим составом, но и своей пористостью. Кстати, благодаря такой структуре можно создавать специальные таблетки, наполненные лекарством. Они зашиваются под кожу и в течение определенного периода времени через "поры" выделяют в организм определенные дозы лекарства.

Широкое применение получили и нанопорошки. Их можно использовать, например, в металлургии в качестве добавок для улучшения свойств изделий из металла. В частности, для изготовления турбинных лопаток самолетных двигателей. А если в полимерную матрицу (проще говоря, лист пленки) добавить меньше одной десятой процента наноразмерных порошков, прочность и пластичность полимерных материалов увеличатся в 2-4 раза.

Чтобы повысить прочность, коррозионную стойкость и износостойкость материала, можно не наполнять его нанопорошком - достаточно сделать наноструктурное покрытие. За счет него ресурс работы узлов трения машин и механизмов резко увеличивается. Из-за низкого коэффициента трения подшипники из керамики могут работать без смазки. Они могли бы стать незаменимыми в транспортной и космической отраслях, где смазка на металлических деталях быстро испаряется и механизм стопорится.

Создание наноструктурных покрытий - еще один научный мейнстрим. Для работы над ним объединили усилия два томских института Сибирского отделения РАН: Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) и Институт сильноточной электроники. Они заняты поисками новых технологий формирования наноструктурных покрытий и поверхностных слоев материалов. Технологии и оборудование уже сегодня позволяют получать наноструктурные покрытия, по твердости сравнимые с алмазом.

Рынок решает все

На российском рынке нанотехнологий томские наукоемкие компании - крупные производители нанопорошков. Их выпускают на предприятиях "Передовые порошковые технологии", "Мипор" и "Техновак" сотнями килограммов в год. Основная часть отгружается на экспорт. В числе заказчиков - Челябинский завод теплоприборов, Новосибирский электровакуумный завод, Всероссийский институт авиационных материалов, омское производственное объединение "Полет". Кроме того, ИФПМ заключил соглашение с "Рособоронэкспортом", которое должно поспособствовать продвижению нанотехнологий на мировой рынок.

Наноматериалы проникают и в угольные шахты. На кузбасском предприятии "Прокопьевскуголь" решили ввести в практику более безопасную технологию гидродобычи угля. Ее суть в том, что угольный пласт разбивается струей воды под высоким давлением, а потом жидкость насосом выкачивается наверх. Поскольку в ней содержится большое количество песка и угля, возникает опасность быстрого износа металлических насадок и различных деталей насоса. Ученые ИФПМ сделали гидравлическую насадку для гидромонитора с добавлением нанопорошка. Проблема отпала сама собой.

Производством наноструктурных покрытий занимаются несколько научно-исследовательских центров на Урале и в Санкт-Петербурге. Сергей Псахье утверждает: "Вопрос не в том, что мы конкурируем друг с другом, а в том, чтобы поднималась промышленность, росла востребованность продукции". Но если на внутреннем рынке нанотехнологий, где все определяется спросом промышленности, сейчас есть простор для маневра, то внешний требует продуманной стратегии поведения.

По данным американской исследовательской компании Business Communications Company, объем мирового рынка нанопорошковых материалов в 2005 году превысит 900 млн долларов, ежегодный прирост на нем составляет более 12%. Конкуренция там очень жесткая, и вмешаться в нее российским игрокам непросто. В США принята приоритетная долгосрочная комплексная программа - Национальная нанотехнологическая инициатива. Аналогичные программы поддерживаются в Европейском союзе, Японии, Китае, Бразилии и ряде других стран. В России же государственной целевой программы финансирования работ в области нанотехнологий не существует. Более того, все научные организации, занятые в наноиндустрии, платят и налог на имущество, и земельный налог.

Тем не менее, отечественные нанопродукты на мировом рынке имеют высокую репутацию: на Западе на слуху имя российского ученого Жореса Алферова, получившего Нобелевскую премию за разработки в сфере нанотехнологий. Это только укрепило растущий спрос на российские технологии, особенно после того, как в 2002 году на конкурсе, организованном одним из ведущих американских инновационных журналов R&D Magazine, нановолокна, разработанные в лаборатории ИФПМ, вошли в число 100 лучших наукоемких продуктов, представленных на рынке США.