10 ноября, 2021 - 11:41
В регионах России до конца этого года появятся 120 молодежных научных лабораторий. Они будут созданы в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Об этом сообщил вице-премьер правительства страны, сопредседатель оргкомитета по проведению Года науки и технологий Дмитрий Чернышенко.
На сегодня уже 81 организация стала победителем конкурсного отбора на право создания молодежных научных лабораторий, которые будут работать под руководством молодых и перспективных ученых, средний возраст научных сотрудников составит около 35 лет.
«Проводимые в них исследования позволят правительству более эффективно реализовать новые стратегические инициативы. Всего же до 2024 года в планах правительства организовать работу не менее 900 молодежных лабораторий, укомплектованных самым современным оборудованием. На их создание и содержание с 2021 по 2023 год будет направляться по 1,8 миллиарда рублей ежегодно», - отметил Чернышенко.
Еще один из эффективных инструментов взаимодействия науки и университетов – создание на базе ведущих региональных вузов инжиниринговых центров, которые могут «подружить» науку еще и с бизнесом.
Над созданием такой базы сегодня работают в Кабардино-Балкарии. Инжиниринговый центр, который может появиться при КБГУ, – это способ внедрения научных разработок ученых в промышленность. «Молодежка» вместе с учеными республики разбиралась, как и почему возникла необходимость появления таких центров?
В настоящее время во всем мире в сфере промышленного производства наблюдается тенденция к переходу от морально устаревших материалов к более высокотехнологичным, таким, например, как композиты, наиболее востребованным из которых является полимер.
Несмотря на то, что словосочетание «композитный материал» вызывает ассоциации с технологическим прорывом будущего, сама эта идея крайне проста и лежит в основе многих разработок на протяжении всей истории человечества. Композит – материал, созданный из нескольких компонентов с различными физическими или химическими свойствами. При этом итоговые его свойства превышают показатели каждого из ее элементов, взятого по отдельности. Например, при смешивании воды и цемента получается бетон, который обладает новыми и более эффективными характеристиками, нежели вода и цемент по отдельности. Из источников известно, что общий объем рынка композитов только в прошлом году оценивался на уровне в 74 миллиарда долларов, а к 2025 году, по прогнозам, должен достигнуть отметки в 112 миллиардов.
В настоящее время ученые видят будущее именно за полимерными композитами, которые уже сейчас вытесняют металлы из стратегически важных отраслей промышленности во всем мире. В России пока только нарабатывается база применения полимерных композитов в Росатоме, Роскосмосе, нефтегазовой промышленности, жилищно-коммунальной сфере, авиации, строительстве.
Согласно распоряжению правительства РФ, ключевым приоритетом развития отрасли производства композитных материалов является открытие массовых рынков продукции, которое сможет обеспечить ей необходимый денежный поток для запуска инвестиционных проектов и дальнейшего развития. Другой важный нормативно-правовой акт в этой области регулирует положения об инжиниринговом центре и центре промышленного дизайна на базе инновационного территориального кластера.
Другими словами, руководство страны осознает необходимость «перевооружения» стратегически важных отраслей экономики. А наиболее эффективным инструментом для достижения этой цели является создание специальных инжиниринговых центров, призванных связать научную мысль и промышленное производство в тех регионах, где успешно функционируют научно-образовательные центры на базе университетов. Одним из таких центров выступает «Центр прогрессивных материалов и аддитивных технологий» КБГУ, возглавляемый Светланой Хашировой. Разработки молодых ученых под ее началом в области синтеза полимеров довольно известны и ценятся участниками промышленного рынка. Так, тульское предприятие «Промышленные технологии», которое занимается решением проблем узлов трения для отраслей экономики, при успешном взаимодействии с лабораторией КБГУ уже сегодня готово закупать их материал под заказ. Руководитель предприятия Николай Овчаренко отмечает, что разработки КБГУ в области синтеза полимеров вызывают интерес в их применении для новых перспективных составов, модификации существующих решений, взаимодействия с промышленным производством: «Нам необходима не готовая продукция, а материал, из которого мы сами будем создавать изделия. Мне известно, что в КБГУ есть реактор тонкого синтеза. Еще нас интересует экструдер, который смешивает этот композит и выдает по итогу гранулы, которые в качестве сырья уже можно использовать в промышленности». На вопрос, какая форма партнерства научного центра КБГУ и предприятия была бы наиболее удобной для всех участников процесса, Овчаренко ответил: «Взаимодействие должно строиться в форме создания на базе КБГУ научно-производственного кластера, а, если точнее, инжинирингового центра по разработке, апробации, испытанию и сертификации композиционных материалов для разных отраслей промышленности. Подобная форма организации в инновационных проектах признана и поддерживается правительством России».
В настоящее время связующим звеном между промышленностью республики и учеными является Минпром КБР. «Проводится совместная работа с посещением промышленных предприятий республики, на основе которых мы пытаемся спрогнозировать, насколько технологии, которые лаборатория при кафедре органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ способна реализовать, могли бы быть востребованы на наших предприятиях. Мы нашли некоторые точки соприкосновения в части полимеров с «Севкаврентгеном» в Майском и «Кавказкабелем» в Прох-ладном. Также у нас уже успешно функционируют предприятия, производящие из полимеров тару для овощей и фруктов. Их тоже мы готовы привлечь к сотрудничеству», - отметил руководитель профильного министерства Шамиль Ахубеков.
За разъяснениями, а готова ли сама полимерная школа КБГУ к созданию инжинирингового центра, мы обратились к проректору КБГУ, заведующей кафедрой органической химии и высокомолекулярных соединений Института химии и биологии КБГУ, директору «Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий» КБГУ, профессору, доктору химических наук Светлане Хашировой:
- Могу с уверенностью сказать, что мы давно уже созрели для того, чтобы стать крупным государственным инжиниринговым центром в области разработки материалов нового поколения, в том числе и для применения в новых производственных технологиях. В настоящий момент у нас имеется мощная база и очень большой научно-технический задел именно в области создания полимерных и полимерно-композиционных высокотехнологичных материалов, которые можно применять во всех существующих, в том числе в аддитивных направлениях, которые перспективны во всех областях промышленной экономики, космосе, медицине.
Горжусь тем, что у нас в республике такая хорошая полимерная школа. Ее основал в свое время Абдулах Касбулатович Микитаев, а нам удалось сохранить и развить ее. Наша лаборатория создает лучший в стране полиэфиркетон. Совместно с Санкт- Петербургским политехническим университетом мы провели его успешные испытания и получили результат, обладающий самыми лучшими характеристиками на данный момент из всех опытных образцов в стране. А ведь можем еще лучше, если будут соответствующие условия. Материалы, которые мы синтезируем, абсолютно безопасны для человека. Они износостойкие, легкие, что обуславливает их успешное использование. Если сравнить с алюминием, который широко применяется в авиации, полимер на 40% легче, а за рубежом уже используется в изготовлении крыльев самолетов. Для авиации эти материалы незаменимы еще и потому, что обладают огнестойкостью, практически не загораются даже в критических условиях, а если и загораются, то не выделяют вредных для человека соединений, ведь в основном при пожарах люди гибнут от того, что дышат токсичным дымом, а в данном случае этого нет.
Применение в медицине очень перспективно, так как полимеры биосовместимы. Они не препятствуют восстановлению собственной ткани человека при использовании их в качестве имплантатов. И за счет того, что они могут перерабатываться с помощью аддитивных технологий, очень высока перспектива персонализированной медицины, то есть когда каждому пациенту по его травме можно распечатать на 3D принтере имплантат, который подходит только для него, и сделать это максимально быстро. Но, конечно, наши материалы для этого должны пройти соответствующую сертификацию, чем мы сейчас и занимаемся. Первый этап доклинических испытаний уже проведен совместно с НИИ хирургии Москвы и Институтом патофизиологии РАН. Успешно идет эксперимент по вживлению имплантатов, распечатанных на 3D принтере, в головной мозг крыс. Если взять наши полимеры как матрицы для получения композиционных материалов, то они тоже одни из самых перспективных, потому что в отличие от используемых сейчас матриц, которые могут эксплуатироваться только при 130-150 градусах, наши можно использовать при температуре до 360 градусов.
К сожалению, в стране сегодня нет массового производства таких материалов. Было несколько опытных лабораторий, но они не были способны обеспечить потребности в масштабах страны. Однако в России уже есть технологии, с которыми можно работать. Полученные нами характеристики превышают даже лучшие зарубежные аналоги. В этом направлении в КБГУ проведена колоссальная работа. Наш центр позволяет проводить весь цикл: начиная от синтеза материала, заканчивая изготовлением из него функционального изделия методом 3D печати. Мы можем производить и порошок для печати, и нитку для печати, и, собственно, сами печатать. Кроме того, делаем композиты для литья, для разных методов переработки. Используем все возможности, которые предоставляются, участвуем в программах, выигрываем гранты, благодаря которым закупили современное оборудование, создали коллектив. Но опять же – без стабильного финансирования очень тяжело все это сохранять.
- Какие задачи способно решить создание инжинирингового центра в регионе?
- Разработчики должны иметь возможность прийти в инжиниринговый центр, где было бы оборудование для мелкосерийного производства и для тестирования разработанной продукции.
Сейчас то количество, которое мы получаем в лабораторных условиях, слишком мало для того, чтобы производитель мог его у себя проверить, провести процесс сертификации, который иногда заключается в изготовлении до 2000 единиц образцов. А разработчик сегодня не в состоянии сделать такой объем материала, и здесь наблюдается «яма», которая в нашем случае представляет собой отсутствие опытного производства. Для внедрения наших разработок в промышленное производство и нужны такие инжиниринговые центры, где были бы опытные направления, позволяющие ускорить переход к производству.
Помимо этого, такие центры необходимы для разработки новых продуктов, но для этого нужен материал с определенными свойствами, и уже тогда производитель обращается к разработчику инжинирингового центра с заданием изготовить конкретный материал под свои потребности. У нас огромный запас знаний, который пока остается без применения.
Естественно, создание таких инжиниринговых центров очень важно для того, чтобы мы перешли на новый уровень. Это означало бы работу непосредственно с предприятиями, открытие новых участков под конкретные потребности, по крайней мере, для таких важных отраслей промышленности, которые нуждаются в высокотехнологичных решениях.
- Для эффективной работы инжинирингового центра в республике потребуются кадры. Сможет ли центр их предоставить?
- В настоящее время наша кафедра совместно с Санкт-Петербургским политехническим институтом создает новую образовательную программу «Цифровое производство и компьютерный инжиниринг». Выпускники, завершившие обучение по ней, будут уметь не только успешно получать материал, подбирать его математически, но и рассчитывать конструкцию, прогнозировать свойства. Данная программа у нас сейчас запускается, находится в стадии лицензирования. Мы и основные кадры готовим. У меня 30 человек молодых ребят с кандидатскими степенями, которых я воспитала со студенческой скамьи, и сейчас мы идем к докторским степеням. У нас есть квалифицированные специалисты, есть оборудование, справляющееся с текущими задачами. Но успех проекта по созданию в республике инжинирингового центра зависит от совместных усилий университета, производственных предприятий и государственных органов, направленных на развитие среды, в которой новые разработки быстро проходили бы путь от лабораторных исследований до своего промышленного применения.
