http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=9ad9e3e1-a8f7-4b56-a56c-a85c9cd91ce4&print=1© 2024 Российская академия наук
Гран-при VIII Московского международного салона изобретений и инноваций удостоен не имеющий аналогов в мире материал награда
Выбор жюри престижного форума на первый взгляд может показаться неожиданным. На самом же деле он только подтверждает, что победителем назван наиболее достойный.
- Московский салон изобретений собрал огромное число очень интересных разработок, - заявил, ознакомившись с экспозицией, руководитель минобрнауки Андрей Фурсенко. Здесь было представлено все лучшее, что создано учеными и изобретателями более чем из 600 организаций России, а также из 16 зарубежных стран, в том числе США, Германии, Италии, Венгрии. За высший приз, прежде всего, конкурировали эффектные, "смотрибельные" экспонаты: самолеты на шасси на воздушной подушке, способные садиться на любую поверхность, плавучий атомный комплекс, телеуправляемый подводный робот, космические тренажеры, автомобили на водороде и т. д.
И тем не менее предпочтение отдано вроде бы скромному полимерному материалу, на который подавляющее большинство посетителей вряд ли обратило внимание. Зато специалистам достаточно знать, сколько фторпласта использует та или иная страна, чтобы оценить уровень ее технологического развития. Итак, США - 35 процентов, Западная Европа - 31, Япония - 11, остальной мир - 23, куда попадает и Россия с ее двумя процентами.
- У этого материала богатая история, - говорит доктор физико-математиче-ских наук Сергей Хатипов, заведующий лабораторией ФГУП "Научно-исследова-тельский физико-химиче-ский институт им. Л.Я. Карпова". - Он получен около 50 лет назад. В свое время попал в Книгу рекордов Гиннесса как самый скользкий из всех твердых полимеров. Он эффективно борется с трением там, где нельзя применять жидкие смазки. А вообще фторпласт по набору свойств не имеет себе в мире равных. Он абсолютный чемпион по химической стойкости и диэлектрической проницаемости, выдерживает очень высокие температуры.
Такой набор свойств делает материал настоящим универсалом. Например, в каждой иномарке более восьми процентов деталей и прежде всего гидравлики - это фторпласт. Он самый лучший из всех известных уплотнителей, а потому счет изделий из него для насосов, компрессоров, трубопроводов, стиральных машин, квартирных шаровых кранов и прочей техники идет на сотни миллионов. Проще назвать отрасли, которые обслуживает фторпласт: химия, электроника, оборонка, авиация, машиностроение, энергетика, строительство и т. д. Словом, от земли, воды и до неба.
- Но даже у такого уникального материала есть три серьезных изъяна, - говорит Хатипов. - Он деформируется даже при малой нагрузке, если она действует длительное время. При трении быстро разрушается и, наконец, он плохо "держит" даже слабую радиацию.
Образно говоря, фторпласт - гигант с ахиллесовой пятой. Как сгладить эти минусы? Во многих лабораториях мира придумывают разные ухищрения, скажем, создают композиты, добавляя к фторпласту другие материалы. Но выигрывая в одном, материал теряет в своих достоинствах.
Российские ученые решили проблему кардинально, избавив материал от недостатков, не трогая его уникальных преимуществ. Путь, который они избрали, даже специалистам на первый взгляд кажется совершенно парадоксальным. Давить на "слабую" точку, воздействовать на фторпласт радиацией! Казалось бы, он должен быстро развалиться, однако материал становится, наоборот, прочнее. Это немного похоже на гомеопатию, когда подобное лечат подобным.
- О том, что фторпласт хранит много тайн и от него можно ожидать самые неожиданные сюрпризы, ученые знали давно, - объясняет Хатипов. - Например, полимерные цепи, расположенные в нем параллельно, при определенных условиях могут сшиваться. Но этот эффект не был детально изучен. Нам удалось разобраться в природе явления и найти такие режимы, когда радиация работает не во вред, а на пользу. Суть - наше ноу-хау. Если раскрыть немного больше, то это нанотехнология. Дело в том, что в полимере помимо аморфной фазы есть и кристаллы размером до сотен нанометров. Именно на них и воздействуют радиацией, разрушая, а затем заставляя полимерные цепи сшиваться.
Полученный результат называют научным феноменом: износ нового материала, который получил имя "Форпласт", снизился сразу в 10 тысяч раз! В мире аналогов ему нет. Долговечность и надежность всех изделий из него увеличиваются на порядки, что сулит экономию в миллиарды долларов. Намного расширяется сфера использования материала. Скажем, высокая радиационная стойкость открывает "Форпласту" широкие двери не только в атомную энергетику, но и в космос. Например, специалисты говорят, что ему доверят снижать трение в аппарате для забора грунта на Марсе. Ученые уже создают целое семейство "Форпласта" для самых разных областей применения. Новым материалом заинтересовались во многих странах мира.