Золотые корпускулы могучего гнома

26–28 октября с.г. в Экспоцентре в рамках интернационального Форума по нанотехнологиям «Роснанотех-2011» продолжает работу выставочная экспозиция. Собственные успехи демонстрирует не только «Роснано».

Оказывается, имеется что продемонстрировать в данной сфере учёным из Корпорации «Росатом». Собственные наноразработки представили пара фирм ядерной индустрии.

Учёные обучились создавать нанографит, что так нужен в здравоохранении, машиностроении, авиастроении, ядерной индустрии, и наладили выпуск высокопрочных проводов, потребность в которых имеется не только у железнодорожников, лётчиков, но и у строителей подводных лодок.

Что же такое это нано? «Нано – это не какая-то отрасль, – вычисляет академик РАН Михаил Алфимов. – Это мотор, что в ближайшие 50 лет потащит всю мировую экономику. Будущий рывок возможно сравнить с революцией, совершённой паровой машиной Уатта».

Всю землю в одном мегакомпьютере

Человечество, обучась манипулировать отдельными атомами, сможет синтезировать всё что угодно. И создавать не только нанографен либо суперпровода. Учёные уже рисуют картины обозримого будущего, в то время, когда нанотехнологии преобразят всю землю.

Будут ликвидированы голод, ужасные заболевания, загрязнение внешней среды и другие весьма острые неприятности. Фактически всё, что нужно для жизни и деятельности человека, возможно произведено из молекул и атомов.

Продукты питания – из воздуха и почвы, совершенно верно так же как их создают растения; кремниевые микросхемы – из песка. Нанокомпьютеры и наномашины заполнят всё окружающее пространство: они будут пребывать между молекулами воздуха, находиться в каждом предмете.

Окружающий мир превратится в один огромный компьютер. Но тут необходимо понимать: рынок сверхвысокопрочных нанопроводов не есть массовым.

И до тех пор пока в зарубежных лабораториях «выращивают» нанобифштексы из земли и нанокостюмы из воздуха, русские инженеры «выращивают» кое-что иное.

Выносливее стали

Ещё русский учёный Михаил Ломоносов сказал, что всё около складывается «из корпускулов»… И всё это возможно, при жажде, разобрать на мелкие частички.

И из этих частичек выстроить что-то новое.

– В ОАО «ВНИИ неорганических материалов» (сокращённо – ВНИИНМ, входит в ГК «Росатом», это ведущий университет по разработке делящихся, радиоактивных, конструкционных, сверхпроводниковых и наноматериалов. – «АН») создана промышленная разработка изготовления нового класса электротехнических высокопрочных, высокоэлектропроводных материалов с нанометрическим уровнем дисперсности структуры с прочностью на уровне стали, – поведали в пресс-службе топливной компании Росатома ТВЭЛ. – И большой электропроводностью на уровне

60–85% от электропроводности высокочистой меди.

Уже подписано инвестиционное соглашение между ОАО «Роснано» и ВНИИНМ по созданию производства сверхвысокопрочных наноструктурированных проводов. Производством займётся СП – проектная компания НПП «Наноэлектро», участниками которого будут Роснано и ВНИИ неорганических материалов.

Неспециализированный бюджет проекта образовывает 1,02 млрд. рублей.

Повысит надёжность авионики

Чем весьма интересно изобретение учёных из ВНИИ неорганических материалов и их совместная работа с Роснано? Сейчас целевым рынком являются провода для особого применения. К ним предъявляются повышенные требования как в прочности, так и в электропроводности.

К таким сегментам возможно отнести провода для производства импульсных магнитных совокупностей для научных центров, которые связаны с изучениями в высоких магнитных полях. Такие провода употребляются для реализации магнитоимпульсного способа штамповки серийных подробностей сложной формы.

Использование созданных проводов в качестве индукторов разрешит вдвое повысить мощность и, как следствие, возможности и эффективность оборудования для сварки и штамповки, и композиционные контактные провода для скоростного ЖД и городского троллейного транспорта. Создание линий скоростного ЖД транспорта требует замены контактной сети в связи с увеличением требований по механической прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, в особенности в государствах с холодным климатом.

Эти провода повышенной надёжности нужны для авиационной и космической техники. И в робототехнике.

Получается, у этого изобретения – громадное жизненное пространство.

Заметки на полях

Центр нанотехнологий и наноматериалов Росатома создан 25 октября 2006 года. Ответственность за сотрудничество с Роснано возложено в ядерной корпорации на ОАО «ТВЭЛ».

Пухообразный материал

Идём дальше. Сибирский химический комбинат (СХК), входящий в росатомовский ТВЭЛ, начал производство наноструктурированного графита.

– Нанографит представляет собой пухообразный углеродный материал низкой плотности и есть химически надёжным для человека продуктом, – говорит один из разработчиков Владимир Мазин. – Высокая адсорбирующая свойство частиц нанографита открывает громадные возможности его применения. Потенциальные области применения: в производстве жёстких экстрагентов, являющихся сорбентами радиоактивных элементов; модификатор связующего в производстве композиционных материалов; сухие и наномодифицированные смазочные материалы, противоизносные добавки в жидкие смазки; наномодификаторы жидкого горючего для полноты сгорания и повышения скорости, повышения силы тяги; чернила и электропроводящие покрытия для струйных принтеров; для медицинских целей: адсорбирующие раневые повязки, лечение раковых болезней, болезней кровеносных сосудов (тромбы, бляшки).

Нанографит не гниёт, не усаживается, не слёживается, не разрушается, не уплотняется, не оседает, не стареет и ни с чем не взаимодействует и практически ничего не весит. Один его грамм занимает количество в один литр.

Он прочный, великолепно смешивается с органическими жидкостями, превосходно диспергируется в эпоксидной смоле. В итоге получаются стеклопластики с совсем неповторимыми прочностными чертями.

Из них возможно делать перегородки, упрочняющие оболочки, пропеллеры, прочие детали и фюзеляжи самолёта. У исследовательской группы уже готова достаточно продуктивная разработка для производства стеклопластиков, модифицированных нанографитом.

Углеродные пластины владеют неповторимыми сорбционными особенностями: поглощают в 100 раза больше, чем активированный уголь.

Первый «нанотехнолог» – Левша

Мало истории. В первый раз о нанотехнологиях «вслух» заговорил узнаваемый американский учёный Ричард Фейнман.

В собственном выступлении «В том месте внизу много места» в 1959 г. в Калифорнийском технологическом университете Фейнман предположил: вероятно механически перемещать одиночные атомы при помощи манипулятора соответствующего размера. Он внес предложение выстроить механизм, создававший бы собственную копию, лишь на порядок меньшую.

Созданный меньший механизм обязан снова создать собственную копию, снова на порядок меньшую, и без того , пока размеры механизма не будут соизмеримы с размерами порядка одного атома. Последний этап полученный механизм соберёт собственную копию из отдельных атомов.

Принципиально число таких копий неограниченно, возможно будет за маленькое время создать любое число таких автомобилей. Эти автомобили смогут таким же методом поатомной сборкой собирать макровещи.

Любопытно, что идеи, изложенные Фейнманом, совпадают с фантастическим рассказом видного советского писателя Бориса Житкова. В рассказе «Микроруки», размещённом в 1931 г., Житков обрисовал методы изготовления микроманипуляторов.

Но ещё раньше про «нанотехнологии» поведал русский автор Николай Лесков в собственном произведении «Сказ о тульском косом Левше и о металлической блохе», 1881 г.). Напомним, Левша подковал блоху и сказал о собственной филигранной работе так: «был бы лучше мелкоскоп, что в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал».

Выходит, что Левшу можно считать первым в истории «нанотехнологом». Получается, что на Русском почва так же, как и прежде не спит инженерная идея: отечественные учёные, не обращая внимания на все обозримые трудности, толкают страну вперёд.

Потому что наногонка уже идёт во всём мире: уже имеется не только гражданские, но и армейские наноустремления. Кто-то ломает голову в нанолабораториях над нанопродуктами и нанолекарствами, а у нас – «космические» цели.

Справка «АН»

Корпускулы – от лат. corpusculum – «тельце» – элементарные тела, составные элементы макроскопических тел; частицы в хорошей (неквантовой, микроскопической) физике, считающиеся весьма мелкими элементами вещества. Из «корпускулов» состоят все тела, которые содержат некое количество «элементов» (атомов).

Греческое слово «нанос» свидетельствует «гном» либо «карлик».

Электроавтобус из Новосибирска

Что ещё имеется в «рукаве» у учёных-разработчиков Росатома? И что ещё продемонстрируют на Интернациональном форуме по нанотехнологиям?

Сейчас в Новосибирске заканчивается строительство наибольшего в мире завода – это совместное предприятие китайской компании Thunder sky и Роснано под брендом ЛИОТЕХ – по производству литий-ионных аккумуляторная батарей (ЛИА).

– ТВЭЛ реализует программу комплектующих и импортозамещения материалов для этого завода, – поведали в пресс-службе компании ТВЭЛ. – На площадке дочернего предприятия компании НЗХК (Новосибирский завод химконцентратов) инициирован проект по созданию производства главного компонента ЛИА: катодного материала, составляющего до 40% стоимости аккумулятора.

Ещё ТВЭЛ совместно с ЛИОТЕХ участвует в реализации программы строительства электроавтобусов. Уже заказаны два прототипа электроавтобусов с целью проведения умелой эксплуатации в Новосибирске.

Один из них представлен на Интернациональном форуме по нанотехнологиям.

Мощности завода ЛИОТЕХ разрешат создавать литий-ионных аккумуляторная батарей для установки на 5–6 тыс. автобусов (в год). ТВЭЛ планирует создание кластера производств на базе собственных промышленных площадок в Норвосибирске, Томске и Владимире, включающих не только изготовление аккумуляторная батарей, комплектующих и материалов для них, но и изготовление совокупностей накопления электричества, совокупностей электродвижения.

The Misty Mountains Cold — The Hobbit