Большая мысль в сверхмелких материях

Сибирские ученые представят на III Международном форуме «Технопром-2015» свои новейшие разработки

Куда развиваться современной науке? Свои шаги и действия коллег в сфере фундаментальных, прикладных разработок ученые Сибирского отделения Российской академии наук сверят 4 — 5 июня — в дни работы III Международного форума технологического развития «Технопром-2015», который пройдет в Новосибирске. Элементная база микро- и наноэлектроники, квантовых компьютеров, микросенсорики, лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения, математическое моделирование в механике и многое другое — вот направления, в которых движется мысль исследователей.

На земле и в космосе
Одним из самых крупных подразделений Федерального агентства научных организаций является Институт физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН. Коллектив ведет поиск наиболее эффективных возможностей приборов ночного видения.

— Приборы, над которыми мы трудимся, в основе своей имеют новые полупроводниковые материалы — обычно наноматериалы, то есть очень маленькие, мельче 10 нанометров. Наша задача — измельчая материалы, добиваться заметного улучшения их свойств. Таким образом удается получать уникальные свойства материалов, — говорит заместитель директора института по научной работе Олег Пчеляков.

Более 50 процентов работ должны служить укреплению обороноспособности страны. Много контрактов заключается с Министерством обороны, с Роскосмосом.

— Отдельная работа ведется по созданию космических технологий. Один из круглых столов «Технопрома» будет посвящен нашему проекту выноса полупроводниковых технологий в космическое пространство. В частности, мы хотим получать в космосе особо чистые материалы для изготовления высокоэффективных солнечных батарей, чтобы в дальнейшем использовать их на космических аппаратах, задействованных в реализации программы, — делится планами старший научный сотрудник института Сергей Косолобов, которому поручено выступить на форуме с докладом.

Сергей Сергеевич показывает электронный микроскоп, основательно модифицированный сибирскими учеными, а потому единственный в мире. Прибор дает возможность изучать процессы, заглядывая, образно говоря, в сверхтонкие материи. Конечно, такой на выставку не повезешь, тем более что охлаждается он жидким азотом. И все же ряд приборов участникам форума будет показан, а многие продемонстрируют в виде изображений на баннерах.

Региону пригодится
— Наш институт занимается установками для выращивания различных структур путем синтеза. А вот матричный тепловизор высокой чувствительности. На его базе создан электронный микроскоп, позволяющий наблюдать за нанообъектами, выделяющими тепло, что очень важно для прогнозирования работы микросхем, подверженных перегреванию, — объясняет загадки исследований ученый секретарь по выставочной работе Института физики полупроводников Николай Придачин.

На «Технопроме-2015» пройдет широкое обсуждение готовящейся к реализации программы реиндустриализации Новосибирской области. Активное участие примут ученые Института лазерной физики СО РАН. Задача — организация кластера аддитивных технологий. Для этого предполагается создать лазерно-плазменный центр для развития таких технологий с последующим широким промышленным их внедрением.

— Очень перспективное направление работы затрагивает сферу синтеза углеродных наноструктурированных покрытий на цветных металлах. Это имеет большое практическое применение, например, при производстве аккумуляторов или конденсаторов сверхвысокой емкости, причем в десять раз легче существующих. Другой пример — лазерно-плазменная модификация поверхности цилиндров двигателя внутреннего сгорания, которая на порядок увеличивает срок службы механизма за счет уменьшения трения. Технологии намечается внедрять в производство локомотивов для российских железных дорог и при выпуске автомобилей КамАЗ, — сообщает заведующий лабораторией мощных непрерывных лазеров Института лазерной физики Геннадий Грачёв.

Чудо-плазма
Лазерные технологии способны едва ли не чудеса творить. Участники «Технопрома-2015» узнают, что с помощью специальной лазерной системы ученые создают плазму. Используя плазменный слой с различными добавками, исследователи воздействуют на металл (чугун, сталь) и не только упрочняют его порой в десятки раз, но и меняют структуру, уменьшая в два раза трение.

— Эта работа привлекла внимание руководства ОАО «Российские железные дороги». Договор находится на стадии окончательного подписания. Китайцы тоже сильно заинтересовались новинкой. Мы получили от них заказ на антикоррозийное покрытие для трубопроводов. Понимаем, это своего рода тест. Как только выполним заказ, подпишем большой договор с китайской стороной. Много занимаемся поисками в сфере медицины, используя пучки заряженных частиц при лечении онкологических заболеваний, — рассказывает заместитель директора Института лазерной физики Владимир Денисов.

Перспективы механики
Еще одно учреждение СО РАН, которое будет представлено на форуме «Технопром-2015», — Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича. Основные направления его научной деятельности — математическое моделирование в механике, аэрогазодинамика, физико-химическая механика и механика твердого тела.

Здесь на протяжении полувека функционирует, постоянно совершенствуясь, комплекс аэродинамических труб и газодинамических установок. Аэродинамическая труба — техническое устройство, предназначенное для моделирования воздействия среды на движущиеся в ней тела. Объектами испытаний в аэродинамических трубах являются модели натурных летательных аппаратов или их элементов.

От заклепки к сварке
— Наш институт в целом ориентирован на разработки для авиации, — поясняет заместитель директора по науке Анатолий Оришич. — Спросите, какое отношение имеет используемый нами лазер к проблемам авиации? Самое прямое. Присмотритесь к обшивке самолетов. Детали соединены с помощью заклепок. А не лучше ли сварить места соединений? Над такой проблемой ученые бьются давно, во многих странах уже прекращены попытки. Нам же удалось произвести сварку титана, теперь работаем над сваркой алюминия. Пока не все удается, но, я уверен, возьмем и эту высоту.

Анатолий Митрофанович буквально на предметах показывает, что традиционно деталь изготавливается путем устранения всего лишнего от заготовки. А можно пойти от нуля и путем наплавки произвести то, что требуется: вырастить нужной конфигурации и размеров деталь из… порошка. Сварка, лазерно-порошковая наплавка, аддитивные технологии — по-своему безграничное поле деятельности Института теоретической и прикладной механики.

Кстати, и здесь не обходится без проектов, связанных с космической тематикой. В аэродинамических трубах испытывают материалы, включая ракетные, с использованием высоких скоростей.

— Воздух сначала сжимают, после чего поток успокаивают и устанавливают сверхзвуковую скорость течения. Давление в камере достигает пятнадцати атмосфер, — разъясняет процессы, происходящие в аэродинамической трубе, заведующий лабораторией экспериментальной аэрогазодинамики Валерий Запрягаев.

Так и подбирается оптимальное качество материала, сравнимое разве что с процессом закалки стали…

ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Марина АНАНИЧ, помощник губернатора Новосибирской области по вопросам образования, науки, инноваций и инвестиций:
— В ходе III Международного форума «Технопром» точки роста будут показаны на примере фундаментальной науки. Пятнадцать институтов представят около 70 разработок. Ценность форума в том, что на одной площадке ведется деловой разговор власти, науки, бизнеса, сферы образования, при этом находится общий язык, закладываются основы дальнейшего сотрудничества. Второе достижение — это традиция подписывать необходимые соглашения, меморандумы. Очень серьезно ставится вопрос кадров, способных вести дальше научные исследования, осваивать высокотехнологичные производства. Мы намерены представлять наши задумки не просто как конгрессные, а именно с целью того, чтобы эксперты министерств страны дали нам рекомендации, каким образом войти в федеральные программы и получить средства для реализации крупных кластерных проектов.

ФАКТ
Ежегодно «Технопром» посещают более 4 500 участников из более чем 20 стран мира и 60 регионов России.