|
На фотографии – участники делегации Республики Саха (Якутия)
у стенда экспозиции, слева направо: д.т.н. В.В. Лепов,
д.т.н. И.Н. Черский, д.х.н. Н.Н. Петрова, В.В.Портнягина,
д.т.н. С.П. Яковлева. |
Современная наука интенсивно развивается, все дальше заглядывая и
в глубь материи, и в бесконечные пространства Вселенной. Последние
два десятилетия ознаменовались пониманием важности наноуровня,
разработки и применения нанотехнологий в различных областях науки и
техники. Это, прежде всего, информационные технологии, медицина,
физика и химия, материаловедение, биология, энергетика и экология.
На самом деле, применение наноматериалов далеко не ново. Их умели
получать, т.е. знали как делать, и в древности. Например, очень
характерен пример из области нанотехнологий, связанный с тайной
дамасской стали. Электронная микроскопия молекулярной структуры
лезвия сабли XVII в. обнаружила включения углеродных нанотрубок и
нановолокон из цементита (карбида железа) [1]. Как известно,
дамасские клинки славились своей исключительной прочностью,
витиеватой структурой поверхности и небывалой остротой. Технология
их изготовления была утрачена. Только сложная технология обжига и
ковки сравнительно пластичной стали, в совокупности с умением и
интуицией мастера кузнечного дела позволяла получить композиционную
структуру из переплетенных нанотрубок и твердых хрупких карбидных
волокон – настоящий нанокомпозит.
Но сейчас произошла своеобразная революция, поскольку известно не
только "как" делать, но и "почему" получаются такие свойства.
Имеются средства для прямого изучения наноструктур, и
нанотехнологический подход теперь означает целенаправленное
регулирование свойств объекта на надмолекулярном уровне [2], что
совсем недавно еще невозможно было себе представить.
В Республике Саха (Якутия) имеются все предпосылки для развития и
успешного применения нанотехнологий. Это научные институты
Российской академии наук, занимающиеся фундаментальными и
прикладными аспектами проблемы, государственный университет,
позволяющий готовить кадры высокого уровня, в том числе и в области
наноиндустрии, и промышленные предприятия, готовые воспользоваться
преимуществами, связанными с применением нанотехнологий и
наноматериалов. Необходимые структуры для развития работ в этом
направлении – комплексные научно-образовательные нанотехнологические
центры, обеспечивающие научное и образовательное обеспечение
нанотехнологий для нужд Республики Саха (Якутия), технологии
производства наноматериалов, методики и метрологическое обеспечение
нанотехнологий.
Так, в созданном Якутском центре нанотехнологий и наноматериалов
планируется разработка образовательных программ, переподготовка и
подготовка кадров высшей квалификации, популяризация и обеспечение
научных исследований в области нанотехнологий и наноматериалов на
базе ИФТПС СО РАН и ЯГУ им. М.К.Аммосова, участие на выставках и
конференциях по тематике работы.
В декабре прошлого года на Международном форуме "Роснанотех-2008"
("Rusnanotech’08"), были представлены экспонаты, буклеты и плакаты
по имеющимся в ИФТПС СО РАН технологиям исследования материалов на
наномасштабном уровне, фундаментальным и прикладным результатам в
области наноструктурирования сталей (см. фото).
На выставке, проводившейся в рамках Форума, были представлены:
• результаты исследований по применению электронной зондовой
микроскопии: уникальные, совместные с Московским институтом
электронной техники, разработки, такие, как экспериментальный стенд
из разрывной машины и сканирующего атомно-силового микроскопа для
определения механических свойств материалов с визуализацией
изменения микроструктуры и выявления поврежденности материала
образца в процессе нагружения;
• приоритетные фундаментально-прикладные результаты по объемному
наноструктурированию традиционных металлических материалов для
последующего изготовления реальных изделий машиностроительного
назначения: показана возможность многократного увеличения прочности
и сопротивления хрупкому разрушению конструкционных сталей,
повышения их износостойкости, выявлены особенности влияния
ультрамелкодисперсного состояния на природу прочности
наноструктурированных материалов;
• подтвержденные патентами РФ технологии применения метода
равноканального углового прессования для получения массивных
металлических заготовок с ультрамелкозернистой и наноразмерной
структурой;
• образцы и детали с газотермическими порошковыми покрытиями
повышенной износостойкости, обусловленной введением наноразмерных
добавок тугоплавких соединений;
• метизные изделия и форсунки газовых горелок из стали с повышенными
механическими характеристиками (прочность, ресурс) за счет создания
ультрамелкозернистой структуры.
В целом, пока в Республике Саха (Якутия) недостаточно уделяется
внимания к научным исследованиям в области нанотехнологий, тем самым
задерживается подготовка опытно-конструкторских разработок и их
внедрение в промышленность. C учетом специфики территориального
расположения и транспортной инфраструктуры республики,
представляется целесообразным развивать нанотехнологии и
наноматериалы для техники Севера, наномедицину, нанобиологию,
компактную и автономную наноэнергетику. Особое внимание необходимо
уделить экологическим аспектам нанотехнологии.
В дальнейшем следует предусмотреть целевое финансирование работ,
связанных с фундаментальными исследованиями в области применения
нанотехнологий (электронная зондовая микроскопия), создания
наноматериалов (объемных конструкционных наноструктурированных
сталей и сплавов, резинотехнических изделий и полимеров с
нанодисперсными наполнителями, покрытий с применением нанодисперсных
порошков, функциональных наноматериалов) для нужд промышленности,
транспорта и других отраслей Республики Саха (Якутия), в рамках
отдельной комплексной Программы.
Список использованной литературы
1. Mason Inman. Legendary Swords' Sharpness, Strength From
Nanotubes, Study Says / National Geographic News, November 16, 2006.
– http://news.nationalgeographic.com/news/2006/11/061116-nanotech-swords.html
2. Гудилин Е.А., Третьяков Ю.Д. Фундаментальные подходы к развитию
нанотехнологий, наноматериалов и подготовке кадров для наноиндустрии.
//Альтернативная энергетика и экология, 2008, №1. -С.9-16.
В.В. Лепов, д.т.н., директор Якутского центра
нанотехнологий и наноматериалов, зав.отделом моделирования
разрушения ИФТПС СО РАН, г.Якутск.
