OCSiAl: от идеи к технологиям
Сегодня население Земли стремительно растет, соответственно год от года требуется производить все больше и больше различных материалов (металлов, полимеров и так далее). Только за последние 15 лет объем производства увеличился в два раза. Как же обеспечить потребности человечества и не разрушить при этом биосферу планеты? По мнению ученых, это возможно, если изменить свойства выпускаемых материалов.
Компания OCSiAl сегодня является мировым лидером по производству одностенных углеродных нанотрубок – инновационного аддитива, улучшающего свойства большинства известных материалов. Преимущества нанотрубок по сравнению с другими добавками связаны с их исключительными характеристиками: высокой проводимостью (при весе в пять раз меньше меди), термостойкостью (до 1000 °C), прочностью (в 100 раз прочнее стали) и другими. Всего 0,01% нанотрубок позволяет радикально менять удельные свойства материалов. В 2018 году компания планирует производить 60 тонн, что составляет 90 процентов мирового объема производства.
Вместе с созданием единственной в мире промышленной технологии синтеза нанотрубок OCSiAl решает не менее важную задачу – разрабатывает технологии их применения. Как сообщили в компании, специально для этого в новосибирском Академгородке работает центр прототипирования, где научная группа создает технологии внесения нанотрубок в различные материалы – эластомеры, композиты, покрытия, аккумуляторы. Сегодня нанотрубки, производимые компанией, используются при производстве антистатических композитных труб для угольной отрасли. Примерно 80% российских производителей антистатических наливных полов являются постоянными заказчиками компании. Кроме того, уже несколько российских производителей выпускают полиэтиленовые антистатические емкости с одностенными углеродными нанотрубками – эти технологии впервые позволили использовать пластиковую тару для перевозки легковоспламеняющихся жидкостей. И это только в России. Для работы с зарубежными заказчиками компания открыла офисы в США, Люксембурге, Корее, Китае, Гонконге и Индии, а также представительства в Японии и Израиле.
Новосибирск станет «умным городом»
Напомним, что концепция Smart City представляет собой систему, при которой существующие ресурсы городских служб используются наилучшим образом и обеспечивают максимальную безопасность городской жизни. Для этого необходима тесная связь между проектами «умного города» (видеонаблюдение, государственные услуги, интеллектуальная транспортная система и так далее) в масштабах города или региона. Одним из флагманских проектов программы реиндустриализации экономики Новосибирской области стал проект «Умный регион», главными направлениями которого являются создание интеллектуальной транспортной системы, «умной» системы ЖКХ, системы «Безопасный город», а также предоставление доступных цифровых услуг и различных электронных сервисов гражданам и организациям.
Задача операторов, которые фиксируют звонки на короткий номер 112, - мгновенно оценить ситуацию и соединить со специалистами экстренных служб. Фото пресс-службы правительства НСО
Многое для этого в регионе уже сделано: например, запущена служба «112», создана регионально-информационная система, региональная геоинформационная система, система электронного документооборота на базе российской платформы, активно ведется информатизация в здравоохранении и во многих других областях.
– Мы продолжаем работу по открытому международному проекту Smart City, – говорит руководитель департамента информатизации и развития телекоммуникационных технологий Новосибирской области Анатолий Дюбанов. – Сегодня наш департамент ищет решения по формированию направлений, которые лягут в основу софт-разработок для проекта Smart City. Я считаю, что необходимо создать рабочую группу, куда вошли бы ученые университетов, представители IT-компаний и промышленных предприятий, депутаты Законодательного собрания. Рабочая группа займется политикой в части выработки компетенций, которые будут формировать новое качество жизни людей. Те аналитические разработки, которые у нас уже есть, тоже войдут в этот проект. Кроме того, нужно сформировать региональные показатели, по которым можно оценить «интеллектуальные» города, с тем чтобы наши усилия были синхронизированы с действиями федерального центра и с мировыми трендами.
Революция в электроэнергетике
Можно сказать, что сегодня происходит революция в транспорте: автомобили переходят с двигателей внутреннего сгорания на электрическую тягу. Подобные изменения происходят и в энергетике. Главным отличием электроэнергетики от других отраслей производства всегда была невозможность хранения производимого ею товара – электроэнергии. Иными словами, в любой момент времени нужно производить столько электроэнергии, сколько нужно потребителю, а это не всегда удобно. Однако технологическое развитие и снижение стоимости элементов хранения энергии и силовой электроники, используемой в системах накопления энергии (СНЭ), приближает отрасль к снятию этого ограничения.
– Несмотря на то, что подавляющая часть (около 95%) установленной мощности накопителей в мировой энергетике обеспечена давно известными гидроаккумулирующими станциями, активно распространяются и другие типы накопителей, – рассказывает инженер ООО «Системы накопления энергии» Глеб Нестеренко. – Их суммарная мощность за последние десять лет увеличилась в десять раз. Один из драйверов развития СНЭ в России – все более масштабное внедрение возобновляемых источников энергии в районах с децентрализованным энергоснабжением (в первую очередь, в северных районах). Использование СНЭ открывает новые возможности применения и комбинирования устройств генерации различных типов – дизель-генераторных и газопоршневых установок, солнечных и ветровых станций.
По словам Глеба Нестеренко, за счет того, что генераторы совместно с СНЭ могут эксплуатироваться в оптимальном режиме, существенно снижается стоимость производства электроэнергии и увеличивается срок эксплуатации оборудования. Уже сейчас можно утверждать, что следующий шаг в цепочке развития энергетики – создание сложных комплексных генерирующих систем, включающих в себя источники различных типов и СНЭ, как балансирующий элемент, выполняющий функции маневренной мощности
В качестве элементов хранения электроэнергии, которые решают задачи, требующие высокого быстродействия, активно внедряются литий-ионные аккумуляторные батареи. Кроме того, начинают внедряться суперконденсаторы. При меньшей стоимости, они по быстродействию приближаются к сверхпроводниковым индуктивным накопителям. Гибридные накопители энергии на базе литий-ионных аккумуляторов (с большой энергоемкостью) и суперконденсаторов (обладающих высоким быстродействием) позволяют расширить область применения СНЭ.
Фрагменты хряща и кости выращивают в инкубаторе
Ученые инновационного медико-технологического центра (медицинского технопарка) и Новосибирского института травматологии и ортопедии им. Я. Л. Цивьяна достигли больших успехов в области регенеративной медицины: они научились выращивать фрагменты костной и хрящевой ткани из собственных клеток пациента, чтобы потом использовать их для трансплантации и замещения разрушенных фрагментов тканей. При помощи подобной технологии можно помочь людям, страдающим заболеваниями костно-суставной системы, получившим различные травмы, при проведении эндопротезирования крупных суставов.
– У нас отработана технология забора клеток, их криоконсервации (хранения в жидком азоте) с последующим размораживанием и размножением, – рассказывает заместитель генерального директора по науке инновационного медико-технологического центра Лариса Гаврилова. – Наши специалисты также разработали технологию изготовления из клеток костной и хрящевой ткани трехмерных хондро- и остеотрансплантатов, которые можно применять для замещения поврежденных участков. Мы провели лабораторные исследования на мини-свиньях и получили очень хорошие результаты по восстановлению целостности тканей.
Как отмечает Лариса Гаврилова, пока что ученые не могут вырастить трехмерные трансплантаты большого размера – их диаметр не превышает 2–2,5 миллиметра. Но на место поврежденного участка хряща или кости можно поставить пять, десять или сколько нужно таких фрагментов: они очень хорошо взаимодействуют между собой и со временем становятся единым целым.
– Для того чтобы перейти к следующей стадии исследований и применить разработанные трансплантаты для лечения больных, необходимо их зарегистрировать в качестве биомедицинских клеточных продуктов, а эта процедура пока что не окончательно прописана законодательно, – поясняет Лариса Гаврилова. – Но я полагаю, что это вопрос ближайшей перспективы.
«Умная теплица»: ждем урожая
Кустики ремонтантной клубники пяти разных сортов высадили в первом экспериментальном солнечном биовегетарии (так по-другому называется автоматическая гелиотеплица) незадолго до нового года. Отапливается такая теплица энергией солнца, в качестве удобрения используется жидкий биогумус, а управлять процессами подачи света, тепла и воды можно с экрана смартфона. Если все пойдет как надо, первые ягоды в экспериментальной теплице созреют к началу февраля.
Органическое земледелие набирает все большую популярность в мире. Другим мировым трендом является сити-фермерство, когда небольшие теплицы для выращивания овощей и зелени расположены прямо в городе, например, на крышах домов. В Новосибирске первую экспериментальную «умную» теплицу начали строить в сентябре. К началу декабря монтаж и отладка автоматических систем были завершены.
Первые ягоды в экспериментальной теплице созреют к началу февраля. Фото с сайта pixabay.com
– Я хочу, чтобы органическое земледелие развивалось в России, – говорит учредитель проекта iFarm Александр Лысковский. – В идеале такие теплицы можно устанавливать прямо в городе, на крышах домов. Урбанистическое фермерство существует в крупных городах мира, например, в Нью-Йорке. Вкусные органические овощи, фрукты и зелень могут расти круглый год и продаваться в вашей любимой овощной лавке.
По его словам, гелиотеплицы позволяют выращивать большой спектр овощей, фруктов и ягод – огурцы, помидоры, перец, клубнику, два десятка видов салатов и пряных трав. Если такой биовегетарий пристроить, например, к магазину, то органическую продукцию можно продавать прямо с грядки.