"Город будущего". Нанопокрытия Версия для слабовидящих
"Город будущего". Нанопокрытия Печать Email
Новости об инновациях
16.10.2013

Московские новаторы разработали совершенно новый тип покрытий. Они значительно меняют свойства материалов и наши представления о безопасности Города Будущего.

Эти кадры (см. рис. 1) в конце прошлого года взволновали военных всего мира: США создали авиационного дроида. 20-тонный робот-бомбардировщик взлетает и садится на палубу авианосца, поднимается на высоту 12 километров.

И самое интригующее: разработчики заявляют, что беспилотник невидим для радиолокаторов.

1368599319_01.jpg Рис. 1.

А это июнь 2010 года (см. рис. 2), ближайшее Подмосковье, Ленинградское шоссе. Главный виновник заторов — не строители, а ржавчина. За полвека коррозия разъела железобетонные конструкции одного из путепроводов над магистралью, и без срочного ремонта эстакада может рухнуть в любой момент.

l1.jpg Рис. 2.

Что объединяет эти события? Как оказалось — технологии. Московские новаторы разработали совершенно новый тип покрытий. Они значительно меняют свойства материалов и наши представления о безопасности Города Будущего.

«Во всех успешных странах креативный класс, малое предпринимательство и традиционное, и инновационное, они являются опорой развития экономики. Драйвером развития экономики. Это те люди, которые создают инновационный продукт», -говорит первый заместитель руководителя департамента науки, промышленной политики и предпринимательства Москвы Михаил Ан.

Это пугающее чернотой сооружение – безэховая камера. Изнутри она отделана острыми шипами из поролона, которые своими «уколами» рассеивают электромагнитное излучение. Внутри создается своего рода электромагнитный вакуум, дающий возможность точно измерить нужные параметры.

«Мы на металлической пластинке получаем такое покрытие. Этот образец с покрытием помещается внутрь измерительной установки, в специальный держатель. И далее посредством рупорной измерительной установки, которая состоит из двух рупорных антенн, мы измеряем свойства нашего покрытия», — рассказывает Павел Бузин – кандидат химических наук, заместитель генерального директора СКБ «Электрон».

Сейчас в самом разгаре испытания новых образцов с радиопоглощающим покрытием. По своим возможностям этот лакокрасочный материал не уступает «раскрученной» американцами технологии Stels.

Но нашим специалистам хорошо известны ее достоинства и недостатки. При этом российская «радионевидимость» значительно дешевле и проще в применении.

«Покрытие показывает при толщине от 0,6 до 0,8 мм ослабление порядка 6–8 децибелл. Если это переводить в разы, это порядка 4–5 раз», — говорит Павел Бузин.

Лакокрасочный радиопоглощающий материал состоит из 2-х компонентов — традиционного пленкообразователя и наполнителя.

Именно в наполнителе главный секрет инновации. В лаборатории компании технологический процесс выглядит незатейливо. Но, как известно, простота обманчива.

«Эта технология работает с помощью нескольких подготовительных этапов. На данном этапе происходит образование раствора смеси двух щелочей. В колбе реактора происходит смешение. Далее следующий этап. Мы приготовили заранее раствор 2-х исходных компонентов, один из которых является ноу-хау нашего предприятия. Следующий этап заключается, что мы исходный раствор щелочей через перил-статический насос добавляем в колбу-реактор. Признаком химической реакции является изменение окраски раствора», — поясняет научный сотрудник СКБ «Электрон» Александр Сисекин.

Раствор окрашивают невидимые глазу микроскопические магнитные зерна. В результате реакции каждое из них покрывается слоем полимера в несколько нанометров. К этому раствору добавляют еще один компонент – более мелкие, уже наноразмерные, магнитные частицы железа, никеля, кобальта. В таком сочетании композиция подается на финальный этап производства.

«На этом этапе с помощью ультразвука происходит смешение пленкообразователя с наполнителями. В том числе и наноразмерными. С получением конечного продукта, для нанесения покрытий», — говорит начальник отдела технологии экспресс-диагностики СКБ «Электрон» Владислав Курков.

В результате на металле после высыхания лакокраски, появляются наноразмерные слои из магнитных частиц и более крупных зерен, покрытых полимером. Радиоволна, проникая в такой материал, начинает как бы «вязнуть» в структуре покрытия.

Павел Бузин – канд. Химических наук, зам. генерального директора СКБ «Электрон».

«Отраженный от какого-то промежуточного слоя луч доходит до последующего слоя, опять от него отражается и получается, что излучение распространяется внутри этого покрытия. И распространяясь за счет тех наполнителей, которые мы туда ввели, оно поглощается», — раскрывает секрет Павел Бузин.

Сегодня мир на пороге еще одной глобальной угрозы. Специалисты ее называют электромагнитным загрязнением или электромагнитным смогом. Жители мегаполисов круглосуточно подвергаются воздействию излучения от электродвигателей, трансформаторов, радиопередатчиков, сотовой связи, линий ЛЭП, наконец, от обычной домашней электропроводки и бытовой аппаратуры.

Некоторые медики связывают рост онкологических заболеваний с увеличением влияния электромагнитных полей на человека. Где же выход? Наши специалисты считают, что их радиопоглощающие материалы способны рассеять электромагнитный смог. Например, на транспорте.

«В метро первый и последний вагон. В них наибольшее излучение от силовой установки, которая тянет состав. Вполне возможно. Это получается такое крупнотоннажное производство», — говорит Павел Бузин.

Ждет российский «Стелс» и сама излучающая радиоэлектронная промышленность. Одна из главных проблем здесь – так называемая «электромагнитная совместимость». Это когда одно устройство мешает работе другого своим электромагнитным излучением.

Внедрение новой технологии защитит аппаратуру от помех, а значит, сделает ее менее мощной. В итоге это снизит электромагнитную нагрузку на окружающую среду Города Будущего.

И вновь июнь 2010 года, Ленинградское шоссе. На восстановление разрушенного коррозией путепровода ушло почти все лето. И каждый день на магистрали многокилометровые пробки.

Столичные новаторы предлагают свой вариант решения проблемы коррозии.

Они разработали новую краску на основе цинка из так называемого модифицированного жидкого стекла. Это раствор силикатов натрия или калия, который при затвердевании, действительно, становятся как стекло. Сейчас жидкое стекло активно используется для защиты металлов от ржавчины, но у него есть масса недостатков.

«Все, что есть сейчас на рынке – на неорганической основе. И это не применимо там, где дело касается огня, нефти, стойкости в морской воде. 42.48. Наше ноу-хау заключается в том, как цинк положить на металл, не используя органические растворители. Это водорастворимое жидкое высокомодульное стекло», — говорит Александр Михайлов – кандидат экономических наук, генеральный директор компании «ИннТехПро».

Новое стекло не имеет резкого запаха, а значит, не токсично по сравнению с традиционными материалами. Оно не накапливает статического электричества и может использоваться в топливной промышленности. Как оказалось,

технология его производства внешне тоже достаточно проста. Но здесь все решает точность дозировки компонентов и качество самого цинкового порошка.

«Мы берем лабораторный диссольвер, который нам заменяет производственный. Добавки пигментов, элементов, которые улучшают нашу краску. Мы берем наш готовый продукт из стекла, необходимое количество наливаем в колбу. Заливаем в аппарат и специальной фрезой производим смешивание. Получилось цветное стекло, жидкое стекло с определенным составом, конфигурацией, со свойствами необходимыми при определенной деятельности. В дальнейшем мы добавляем сюда цинк и получаем нашу краску», — говорит заместитель генерального директора по производству компании «ИннТехПро» Антон Волгин.

При нанесении краски на защищаемую поверхность и после высыхания, образуется тонкая пленка, состоящая из отвердевшего стекла с вкраплениями частиц цинка. Достоинство технологии в том, что даже при значительном разрушении защитного слоя, не образуется ржавчина. Благодаря электрохимической реакции между железом и цинком, цинк оттягивает на себя молекулы кислорода и блокирует окисление железа. Образование коррозии почти останавливается.

«Цинк, конечно, расходуется, но как показывает практика, нормального слоя 100–200 микрон может хватать на 20–50 лет эксплуатации», — говорит кандидат экономических наук, генеральный директор компании «ИннТехПро» Александр Михайлов.

Насколько соответствуют такие заявления реальности, проверим в ходе двухдневного эксперимента. Для объективности сравним популярные материалы с новым, инновационным.

«Мы взяли 3 антикоррозионные краски. Одну финскую, одну английскую и наш состав. Сейчас мы возьмем 3 образца, покрасим их, посмотрим какие свойства у этих красок», — говорит научный сотрудник компании «ИннТехПро» Дмитрий Колчанов.

Разрушение защитного слоя и крупные царапины будем имитировать с помощью аппликаций. Сначала мы закрасим звездочки, а затем аккуратно их снимем. Дадим хорошо просохнуть трем образцам и опустим их в обычную водопроводную воду.

После суток вымачивания результат лабораторных испытаний более чем красноречивый. Правда, вода, где был инновационный образец, почему-то помутнела.

«Как видим, на стандартных антикоррозийных составах видна ржавчина, проржавела вся незащищенная поверхность…Это наша краска. Как видите, незащищенная поверхность осталась целой и на ней даже следов ржавчины. При взаимодействии цинка с водой цинк окисляется и образуется гидрооксид цинка, который оседает в воде. Этот гидрооксид цинка забивает поры в краске и предотвращает проникновение воды к железу», — комментирует Дмитрий Колчанов.

Разработка и производство инновационных покрытий поддержано Департаментом науки, промышленной политики и предпринимательства Москвы. Обе компании разместили свои лаборатории и производственные мощности в технопарках «Строгино» и «Слава». Новаторов привлекли не столько льготы, сколько система отбора и поддержки перспективных проектов.

Для инновационного бизнеса часто важна среда общения. Без взаимной креативной подпитки невозможен качественный скачок.

«Инновационность соседей. Здесь к нам относятся не как обычным арендаторам, как на любом заводе, а как к людям, которые делают что-то новое и нужное», — говорит Александр Михайлов.

«Наша задача создавать такие площадки, чтобы компании работали, чтобы они были видны, могли конкурентно участвовать в жизни города», — комментирует Михаил Ан.

Несмотря на подготовку к промышленному производству, новаторы не останавливают свои лабораторные исследования. Например, отрабатывается нанесение радиопоглощающих материалов на дерево и пластик. Первые результаты обнадеживают.

А экологически чистыми антикррозионными красками заинтересовались лидеры этого направления – финны. Возможно, это станет прорывом наших технологий на международный уровень.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/articles/2013/gorod-budushchego-nanopokrytiya

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта