МАТЕРИАЛЫ, ПРИВЛЕКАЮЩИЕ ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ
В начале июня Институт неорганической химии имени А.В.Николаева
совместно с Институтом химии твердого тела и механохимии,
Институтом катализа, Институтом физики полупроводников СО РАН при
финансовой поддержке Министерства Российской федерации по атомной
энергии и Министерства промышленности, науки и технологий РФ
провели в Академгородке X международный семинар
Азиатско-Тихоокеанской академии материалов (АТАМ) и III
конференцию "Материалы Сибири" под общим названием "Наука и
технология наноструктурированных материалов".
Л. Юдина, "НВС"
Научная программа включала следующие разделы: теоретические и
экспериментальные данные о зависимости различных свойств
материалов от размера составляющих материал элементов, их формы и
характера их пространственного распределения (архитектуры
материала); способы получения наноматериалов с заданной
архитектурой; стабильность и механизмы старения наноматериалов;
методы исследования свойств наноматериалов (механических,
электрических, магнитных, оптических, химических, и др.); области
применения наноматериалов; опыт создания сети баз данных по
наноматериалам и технологиям.
Работали семь научных сессий: региональные программы, общие
проблемы, металлы, оксидные материалы, электронные и оптические
материалы, материалы на основе углерода, другие материалы.
В работе приняли участие 215 (187 россиян и 28 иностранных
коллег) ученых и специалистов из России, Белоруссии, Японии,
Южной Кореи, Тайваня, Монголии, Франции, США, Германии, Индии.
С докладами выступили представители всех основных научных центров
России, работающих в области разработки, создания и исследования
свойств наноматериалов. Было представлено 95 устных и 143
стендовых докладов.
ГОВОРЯТ УЧАСТНИКИ ФОРУМА
Исходя из интересов практики
Профессор Сергей Добаткин, Институт металлургии и
материаловедения им. Байкова РАН, г. Москва:
Я заведую лабораторией физико-механических проблем объёмных
наноматериалов. На конференции представил совместный с академиком
Н. Лякишевым, директором нашего института, доклад «Объемные
конструкционные металлические наноматериалы».
В Сибирском отделении успешно развиваются физические и химические
способы получения нанообъектов и изучаются их свойства, все эти
работы чрезвычайно интересны. У нас же несколько другое
направление, мы занимаемся объемными наноструктурными
металлическими материалами. Их еще называют конструкционными. Эти
материалы могут быть получены в достаточно больших сечениях,
реально используемых в промышленности. Мы как бы отталкиваемся от
интересов практики.
Ко мне после доклада подходили многие коллеги их
заинтересовали объемные наноматериалы именно в этом разрезе: что,
собственно, можно «извлечь» из конструкционных наноматериалов,
как и где их использовать.
Ведь они выгодно отличаются от «собратьев». Проявляются новые,
порой совершенно фантастические свойства! При уменьшении размера
зерна изменяются и свойства материала, особенно механические. И
когда мы доходим до наноразмерного уровня зерна, то прочность,
твёрдость и другие свойства возрастают во много раз. Но для
поиска возможных областей использования объёмных наноматериалов
необходимо исследовать весь комплекс механических и служебных
свойств. То есть, мы пока еще не изучили и не знаем всех свойств
объёмных наноматериалов.
В настоящее время не существует промышленной технологии получения
объемных наноматериалов все находится на уровне лабораторных
испытаний. На то есть свои причины. Мы можем получать по
отдельным материалам, например, титановым и алюминиевым сплавам,
достаточно большие сечения методом интенсивной деформации до
40 мм. Другими же методами консолидации нанопорошков или
нанокристаллизации аморфных объемных сплавов создать большие
сечения пока не представляется возможным.
Наш институт давно занимается нанотехнологиями и наноматериалами.
Но объемные наноматериалы, на мой взгляд, не будут использоваться
массово, как, скажем, строительные стали. В силу относительно
высокой себестоимости объемные наноматериалы подходят для
малоразмерного производства, малых партий изделий. Например, в
данный момент мы делаем опытные образцы медицинских инструментов
и крепежа (болты и т.д.) из титановых наноматериалов. Твердость,
микротвердость и прочность изделий повышается в 2-4 раза. И
что любопытно при этом пластичность незначительно падает,
оставаясь на достаточно высоком уровне,а в некоторых случаях
возрастает, хотя, казалось бы, по всем правилам должна падать.
Это явление, когда пластичность повышается одновременно с
прочностью, наш коллега по наноструктурным исследованиям проф.
Р. Валиев называет парадоксом. Суть в том, что основная доля этих
материалов занята границами зерен. Там, внутри, деформация уже
идет не путем движения дислокаций, а посредством межзеренного
проскальзывания. Другой механизм деформации! Похоже на
сверхпластичность при комнатной температуре.
В общем, область чрезвычайно интересная. И здесь, в ходе
заседаний, и химики, и физики представили много оригинальных
результатов, любопытных фактов. Работала секция, посвященная
региональным программам и нашей страны, и зарубежных: Индия,
Тайвань, Япония. Было очень любопытно посмотреть, как
организованы исследования в разных регионах, какие направления
приоритетны, как финансируются. Естественно, возникла
мысль нам бы такие средства, какие выделяются на работу по
наноматериалам за рубежом
Совместные проекты путь к решению многих проблем
Олег Ломовский, доктор химических наук, Институт химии твердого
тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск:
Одна из основных особенностей данного форума, заметно
отличающая его от других удачное объединение разных по
значимости научных мероприятий материаловедов.
Когда, скажем, собираемся только мы, российские
специалисты это одно. А если мероприятию придан статус
международного совсем другое: уровень, публика, круг поднимаемых вопросов, идеи.
Весьма существенный момент большие возможности для первых
шагов в инвестировании научных работ.
В Новосибирске удалось собрать и специалистов, которые работают
над конкретными технологическими материаловедческими проблемами,
пытаются что-то сделать для сибирских заводов, внедрить новое.
Приглашены были и те, кто мог бы эти работы поддержать.
Замечательно, что на форуме много японских, корейских
материаловедов. Это весьма деловые люди. Мне удалось завязать
контакты с корейскими господами, что позволит провести на первом
этапе совместные научные исследования на их хорошем оборудовании.
А дальше, что вполне возможно, поучаствовать в их программах
технологического трансфера.
Речь идёт о новых, перспективных исследованиях по
термоэлектрическим материалам. А поскольку в нашем Институте
химии твёрдого тела активно занимаются необычными материалами,
так называемыми квази-кристаллами, вполне возможно плодотворное
сотрудничество. В мире такие материалы умеют получать всего
несколько групп, и одна из них наша. Сегодня мы научились
синтезировать квази-кристаллы во вполне ощутимых количествах. А
вот потребителей на них в России найти довольно трудно.
Работа пока находится на стадии научного оформления. То есть,
завтра ещё нет возможности сделать устройство модуль, который
сразу выдаёт электричество. На данном этапе говорится о
материаловедческой части, о том, что вполне можно получить
материалы с определенными термоэлектрическими свойствами,
материалы нового поколения, пригодные для широкого
технологического использования. Они должны заменить применяемые
ныне дорогостоящие и неэкологичные материалы.
Данной проблемой активно интересуются во всем мире, ибо это путь
эффективного использования малопотенциальных источников энергии,
ликвидации тепловых загрязнений. Для Сибири данный вопрос, может
быть, и не столь актуален, а для многих стран да!
Мировая наука склоняется к тенденции использования, например,
солнечной энергии комбинированным путем за счет применения как
фотоэлектрических, так и термоэлектрических эффектов. Теоретики
показали, что в принципе для этого нужны так называемые гибридные
системы, системы многослойные: верхний слой осуществляет
преобразования солнечной энергии путем фотоэлектронных процессов,
а нижний подслой термоэлектрический. Вот этот самый
термоэлектрический подслой гибридных систем нового поколения и
позволит повысить коэффициент преобразования солнечной энергии.
Найти финансирование на ведение таких исследований в России почти
нереально. В Юго-Восточной Азии инициативные работы ценить умеют.
Совместные проекты путь к решению многих проблем.
Понять суть процессов
Алексей Панин, кандидат физико-математических наук, Институт
физики прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск:
Я не в первый раз участвую в подобных конференциях. В прошлом
году вместе с академиком Ф, Кузнецовым были в Китае, где
собирались специалисты по тонким пленкам и покрытиям. А область
моих научных интересов как раз тонкие пленки и наноструктурные
материалы.
Очень интересно находиться здесь, встречаться с коллегами,
обсуждать интересующие всех проблемы. Состав участников довольно
представительный. Только что мы, томичи, завершили плодотворную
беседу с корейским ученым, наладили контакты с американцем.
Заседание специализированных секций плюс общение в
кулуарах как раз то, что заметно пополняет область знаний. Тот материал,
который я почерпнул в ходе конференции по наноструктурной
тематике, многого стоит. Если бы я взялся собирать фактуру по
разным источникам, ушло бы значительно больше времени. А так я
составил для себя полное представление о состоянии дел в данной
области науки: где и сколько выделяется финансирования, какие
центры существуют, кто и в какой из областей наиболее силен.
Здесь было много интереснейших сообщений. Особенно полезна
информация из наиболее развитых в области исследования объемных
наноматериалов стран Америки и Японии. Уже сам факт, что там
выделяются на работы огромные деньги, около миллиарда долларов,
вызывает чувство белой зависти (у нас в десятки раз меньше!).
В нашем Институте физики прочности и материаловедения развиты
разные подходы к изучению наноматериалов например,
мезомеханика материалов и конструкций. Научный руководитель
института, академик В. Панин сделал доклад на эту тему, рассказав
о работах, позволяющих описать процессы, которые развиваются в
наноматериалах. Процессы эти весьма неоднозначны. Сколько
материалов уже создано, но не существует единого, общего для всех
уравнения, принципа их формирования.
Работы, выполненные в нашем институте, помогают многое понять.
Нас, институтских, здесь десять человек из разных лабораторий:
теоретических, которые моделируют процессы, экспериментальных. К
исследованиям института специалисты отнеслись с большим
вниманием.
Фото Э. Линова.
стр. 7
|