Нанотехнологии и интересные разработки
Плазменные ноу-хау ученых КГТУ
На днях в Казани завершил работу большой научный форум – Международная конференция «Физика высокочастотных разрядов» и Международная школа молодых ученых и специалистов, приуроченные к 100-летию выдающегося советского ученого-электротехника Георгия Бабата. Она собрала поистине звездный научный состав, представленный учеными из России, Канады, Америки, стран Европы и СНГ.
В течение пяти дней более двухсот исследователей со всего мира обсуждали проблемы теории и практики применения ВЧ-разрядов и ВЧ-плазмы, в том числе для получения наноматериалов. Успех и статусность конференции были обеспечены его инициаторами – Российской академией наук и АН Татарстана, Минобрнауки РТ, а также профильными институтами РАН – Институтом металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (ИМЕТ), Институтом нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева (ИНХ) и Объединенным институтом высоких температур.
Главным же организатором конференции выступил Казанский национальный исследовательский технологический университет (КГТУ), где ведутся активные исследования в этой области. Открывая конференцию на русском и английском языках, ректор КГТУ Герман Дьяконов отметил, что еще в середине прошлого века в Казани была создана серьезная школа ученых-плазменщиков, сохраненная во многом благодаря заботе руководства республики о развитии науки и образования.
По мнению Председателя Госсовета РТ Фарида Мухаметшина, приветствовавшего участников форума, конференция даст новый старт для развития исследований в этой области. Он также отметил, что интерес к точным наукам сегодня растет, и связано это с перспективными задачами по модернизации страны, внедрению инноваций и развитию нанотехнологий.
«Амбициозные задачи, стоящие сегодня перед республикой, требуют серьезной и кропотливой работы ученых и вузовской элиты», — продолжил Фарид Мухаметшин.
Альберт Гильмутдинов выступил на конференции не только от лица возглавляемого им Министерства образования и науки РТ, но и как ученый-плазменщик. Он подчеркнул, что в Казани и КГТУ ведутся глубокие исследования в области высокочастотных разрядов, которые завершаются реальными промышленными разработками, и это образец того, как должен функционировать сегодня инженерно-технологический университет. Министр поделился также своими разработками в области построения трехмерной нестационарной модели индуктивно-связанной плазмы.
Выступление академика РАН и председателя конференции Юрия Цветкова было посвящено применению термической плазмы в нанотехнологиях. Он отметил большие достижения казанской школы низкотемпературной плазмы, являющейся одной из ведущих в СССР и России. В КГТУ разработана и создана уникальная ВЧ-установка атмосферного и пониженного давления для применения в технологических процессах при получении нанопорошков с помощью плазмы, создан уникальный диагностический комплекс для исследования параметров ВЧ-разряда при взаимодействии с поверхностью тел различной физической природы, разработаны физико-математические модели различных типов высокочастотных разрядов.
«Я рад, что идеи Георгия Бабата успешно развиваются в Казани, – подчеркнул академик Цветков, – что здесь сохранена фундаментальная наука, успешно работает Академия наук, создана научная школа с серьезными достижениями в подготовке кадров и в реальном применении высокочастотной плазмы».
От промышленного сектора на конференции выступил гендиректор ОАО «Татнефтехиминвестхолдинг» Рафинат Яруллин, который рассказал о внедрении на предприятиях Татарстана пилотных установок, связанных с производством каучуков, и подчеркнул, что будущее за промышленным применением комплексных материалов, обработанных плазмой.
«Мы готовы все новации превращать в инновации», — заверил участников форума Рафинат Саматович, поздравив их с Международным годом химии.
За плазмообработкой – будущее
На четырех секциях и «круглых столах» конференции обсуждался широкий круг теоретических и прикладных проблем, касающихся физики и математического моделирования высокочастотных разрядов различного типа, их газодинамики, методов диагностики разрядов, их взаимодействия с поверхностями, проектирования вакуумных систем для ВЧ-разрядов. Рассмотрены наиболее значимые результаты, достигнутые за последние годы, обсуждены перспективы развития теории и диагностики ВЧ-разрядов различных типов в широком диапазоне приложений.
Особый интерес участников вызвали вопросы практического применения низкотемпературной плазмы для синтеза и обработки материалов различной физической природы, нанесения покрытий. В этом направлении в технологическом университете сформирована мощная научная школа под руководством проректора КГТУ по науке Ильдара Абдуллина, разработаны уникальные технологии и промышленные установки, в том числе по получению с помощью плазмы нанопорошков.
В КГТУ разработан комплекс технологических процессов, применяемых для производства металлорежущих изделий (например, стоматологических), в меховой и кожевенной промышленности. Эти разработки внедрены также на предприятиях Швейцарии и Германии.
Обработка плазмой позволяет получить широкий спектр модифицированных материалов, создавать алмазные пленки, синтезировать ферромагнитные порошки, азотировать нержавеющую сталь, активировать композиционные материалы. Например, применение этих технологий позволило создать новый материал – полиэтиленпластик.
Широкое применение плазмообработка находит и в легкой промышленности, позволяя обрабатывать фильтры из картона, улучшать свойства текстильных материалов, изделий из меха и кожи, модифицировать шерстяные материалы. За комплекс разработок и внедрение плазменных технологий производства наномодифицированных натуральных высокомолекулярных материалов научная группа И.Ш. Абдуллина получила в 2005 году Госпремию РФ, а в 2009 году – премию Правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых.
Во всем этом участники и гости научного форума могли убедиться воочию на выставке, развернутой в фойе Академии наук. Там были представлены новое оборудование, результаты внедрения научных разработок, в том числе изделия из кожи и меха, обработанные низкотемпературной плазмой. Их ценность и внешний вид в результате нанесения нанопокрытия значительно возрастают: повышаются прочность, износостойкость и шелковистость меха, мягкость и эластичность кожи, а досадный электростатический заряд полностью снимается.
Историческая тема на конференции была представлена в выступлениях, посвященных Георгию Бабату и ученым его школы, а также в докладе доцента КГТУ (КХТИ) Е.И. Григорьева о первом газовом разряде, зажженном в Казани медиком И.М. Догелем, который использовал его в 1875 году для получения озона. Технология барьерного разряда была продолжена в работах казанских химиков А.М. Зайцева, А.Е. Арбузова, П.А. Кирпичникова.
Автор: Алла Кайбияйнен