Что нас ждет в мире наночастиц?

imageЛюди науки утверждают, что жителю XXI века стыдно не знать, что кроме знакомых всем микрочастиц, в нашем познании о материи присутствуют и они, наночастицы — несравнимо более “мелкие”, невидимые для невооруженного глаза, пылинки вещества. Кстати, название их придумано от греческого слова “карлик”, намекая на миниатюрность частиц, обладающих сказочными свойствами. Их изучение и применение в научно-техническом развитии общества стало предметом нанотехнологий, которые уже успели подарить человечеству и продолжают создавать фантастические по своим качествам материалы и покрытия для изделий во всех отраслях материального производства и научного поиска.

Нанотехнологии — это не только “хит” наших дней, они прокладывают дорогу в завтрашний день материаловедения и коренного переустройства эксплуатационных параметров космических кораблей, всевозможных машин, инструментов, приборов, бытовой техники и т.д.

Исходя из этого и уделяя заслуженное внимание “карликам”, российская школа развития синтеза новых композиционных материалов и покрытий сегодня занимает одно из ведущих мест в мировой науке. Немало успехов в этой области и у болгарских научных институтов. Этим, вероятно, следует объяснить встречу российских и болгарских экспертов и ученых в Софии на недавно проходившем семинаре “Новые композиционные материалы и покрытия” /его сопровождала интересная выставка экспонатов, привезенных из России/.

Участников российско-болгарского научного семинара приветствовали посол Российской Федерации в Болгарии Анатолий Потапов и научный секретарь Болгарской академии наук /БАН/ профессор Иван Недков. Внушительную группу российских ученых возглавлял академик Евгений Левашов, проректор Московского института стали и сплавов /МИСИС/.Присутствовали известные болгарские эксперты в данной области, научные сотрудники ведущих академических институтов, лабораторий и вузов, как Институт космических исследований /ИКИ/, Институт металловедения, Химикотехнологический и металлургический университет в Софии, а также руководители болгарского Национального экспертного совета по нанотехнологиям, Научно-технического совета по машиностроению.

О чем шел разговор в ходе оживленной трехдневной дискуссии российских и болгарских “нанологов”? Что, по их мнению, нас ждет в мире частиц, превращающихся по велению науки в невероятные материалы, всевозможные изделия и, представьте себе, даже в имплантанты, вживающиеся в человеческий организм и спасающие нас от болезней и недугов.

Разумеется, популярное изложение теоретических основ и практических методов применения нанотехнологий — дело затруднительное. Тут очень быстро можно отчаяться ,запутавшись в таких сложных понятиях, как кинетика и термодинамика процессов, математическое моделирование химических реакций, физическое воздействие на структурообразование, ионно-плазменная техника и т.д. Поэтому с этой задачей нам поможет справиться ректор Алтайского государственного технического университета в Барнауле, профессор Владимир Евстигнеев. Его выступление на семинаре содержало весьма любопытную информацию о том, как этот вуз совместно с научным центром Российской Академии наук в Томске создал и внедрил в практику одно из уникальных российских открытий в теории нанотехнологий.

— Научное явление “твердого пламени” было открыто российскими учеными почти 40 лет тому назад, — объясняет профессор Евстигнеев, — в последствии оно стало истоком нового научно-технического направления, получившего название “самораспространяющийся высокотемпературный синтез” /СВС/ неорганических соединений, материалов и изделий. По существу, это — современная нанотехнология /мы уже знаем все о “карликах” — наночастицах!/ для получения композиций из металлов с неметаллами, металла с металлами и неметаллов с неметаллами или их соединениями. В результате появилась возможность из СВС-продуктов предоставлять промышленности твердые сплавы и абразивы, жаростойкую керамику, материалы для электроники и электротехники, сверхпроводящие сплавы, коррозионостойкие и износостойкие покрытия, катализаторы для химической промышленности и т.д. на невероятном технико-эксплуатационном уровне.

А вот и более конкретные примеры применения СВС-технологий. Продолжительность жизни ядерных реакторов в современных АЭС — не более 30 лет, а сейчас СВС — порошок, засыпанный снаружи в самые недоступные уголки ядерного “котла”, поджигается, и в считанные минуты реактор приобретает новую крепкость. А фильтры для дизельных двигателей с новым покрытием из СВС-пленки не допукают загрязнения атмосферы автотранспортными средствами.

Кстати, порошковые СВС-материалы требуют очень сложной аппаратуры для нанесения на всевозможные поверхности, эту задачу успешно решили в Томском научном центре А Н. Тут разработаны массово применяемые пленочные нагревательные элементы /ШЭ/ для нагрева воздуха и воды, которые снижают до 50 % энергетические затраты. А созданный в Томске порошок “нитрохром” — незаменимый помощник сталеваров при получении сверхтвердых сплавов.

Однако вернемся к заманчивым перспективам применения наночастиц в медицинской науке и практике. О некоторых из них рассказал на семинаре академик Евгений Левашов:
— Металловеды и врачи совместно решают вопрос огромной важности — найти биосовместимые материалы и покрытия, подходящие для “вживания” в человеческий организм. Композиции, полученные на основе нанотехнологий, уже доказали, что они гораздо более подходят для выработки имплантов — входящее в организм чужое тело, предназначающееся для замены, например, шейки бедра, для челюстного протезирования и т.д. А в Московском НИИ онкологии под руководством профессора Игоря Решетова наноструктурные пленки проходят клинические исследования в процессах лечения онкобольных.

Российское открытие “твердого пламени” на сегодняшний день стало мощным двигателем прогресса преимущественно в технической области. Значительны достижения в нанотехнологиях у болгарских ученых — они предлагают весьма эффективные решения таких проблем, как промышленная выработка наноалмазов, нанокристаллов, покрытия, в состав которых входит сочетание никеля с алмазом и др.

Очевидная общая направленность творческих поисков российских и болгарских институтов в нанотехнологиях стала естественным основанием для замечательного результата, которым завершил свой работу Софийский семинар: соглашение о двухстороннем сотрудничестве в сферах науки, образования и трансфера технологий.

Стороны договорились предпринимать взаимные шаги по формированию научно-обозревательных программ, совместных конкурсных заявок, подготовке тематических соглашений и контрактов по трассеру нанотехнологий и взаимным поставкам наукоемкой продукции. Отмечен также взаимный интерес к подготовке кадров по схеме контрактного целевого обучения, двойного дипломирования, дистанционного заочного обучения. В качестве источников финансирования планируется привлечение промышленных партнеров, инвесторов, средства Евросоюза и государственных бюджетов Болгарии и России.

Любопытно, что ученые назвали это соглашение меморандумом.

— Мы намерены разослать этот документ всем государственным и общественным ведомствам, от которых зависит развитие сотрудничества с российскими учеными в сфере нанотехнологий, — объяснил “меморандум” замдиректора Института космических исследований БАН, один из организаторов семинара, профессор Ставри Ставрев. От нового этапа в развитии традиционных связей с российской наукой Болгария может только выиграть. Профессор Ставрев знает по собственному опыту значимость этих слов. Ведь именно сотрудничество болгарских и российских ученых, реализация совместных космических программ и полетов дали возможность Болгарии стать равноправным членом почетного мирового “Клуба космических держав”. А такое достижение не нуждается в дополнительных разъяснениях и рекламе.