Руководитель Томского научного центра СО РАН Сергей Псахье: "Фундаментальная наука - основа инновационного развития"

Председатель президиума Томского научного центра Сибирского отделения РАН, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Псахье рассказывает об инновационных проектах томских ученых.

То, что фундаментальная наука является основой инновационного развития, сегодня очевидно всем. Это можно проиллюстрировать на нескольких инновационных проектах наших ученых. Эти проекты - лишь малая толика существующего научного потенциала, но и они достаточно впечатляют.

Томские фильтры для воды нужны всем

В области фильтровальных материалов (AquaVallis), разработанных на основе нанотехнологий, мы имеем серьезные успехи, и сегодня они реально входят в нашу жизнь. Но за этим стоят годы работы и глубокая наука по получению нанопорошков гранулированной структуры, которые позволяют выращивать нановолокна с необходимыми свойствами, и уже их использовать в качестве сорбентов. В основе оборудования и технологии лежат исследования, проведенные в лаборатории Марата Лернера.

Буквально на днях закончила свою трехмесячную работу крупнейшая международная выставка Expo-2008, где каждая страна имеет свой отдельный павильон и показывает свои достижения. В этом году Expo была посвящена теме "Вода и устойчивое развитие", и среди девяти экспонатов, которые демонстрировала Россия, был наш фильтр AquaVallis (кстати, единственный экспонат от Минобрнауки).

Не зря говорят, что вода - это нефть XXI века. Наши фильтры, которые очищают воду от микробиологических загрязнений, уже сегодня продаются в Европе через словенскую компанию HTZ и через компанию Sunny Eco во Вьетнаме, подписано соглашение с казахстанскими партнерами, которые будут устанавливать фильтры в школах, детских садах и больницах Казахстана.

Эти фильтры уже реально идут в жизнь. Они уже установлены во многих школах и детских садах Томска, подготовлена областная целевая программа, по которой все детские сады и школы будут оснащаться этими фильтровальными устройствами. Особенно это актуально для сельской местности, где вода бывает подчас далеко не самого подходящего качества. Несколько дней назад подписано соглашение с нашим партнером в Казахстане, и вскоре наши фильтры будут чистить воду в школах и детских садах в различных регионах этой страны.

Уже прорабатывается соглашение с Роснанотехом, по которому корпорация будет инвестировать несколько сотен миллионов в создание широкомасштабного производства.

Сегодня уже разработаны и испытываются во Вьетнаме сорбенты мышьяка - это крайне важная проблема для Юго-восточной Азии. Там во многих регионах фактически имеет место экологическая катастрофа, поскольку вода содержит большое количество мышьяка. В институте физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН на основе нанотехнологий разработаны гранулированные сорбенты - они комбинируются с фильтрами AquaVallis. Партия для Вьетнама уже готова - она там будет установлена в школах на опытную эксплуатацию.

Ситуация благоприятная и развивается достаточно динамично во многом благодаря тому, что на этапе перехода от научно-исследовательской деятельности к промышленной продукции нам удалось привлечь эффективные механизмы, которые сегодня работают в России, например, фонд поддержки малого и среднего бизнеса (фонд Бортника) для создания предприятия "Аквазон". В рамках федеральной целевой научно-технологической программы Роснаука профинансировала создание опытно-промышленной технологии; по федеральной целевой программе Роснаука выделила 90 млн рублей на создание промышленной технологии, а инвестор "Сибстрой" вкладывает еще 90 млн рублей. Это деньги достаточно серьезные, но если выходить на мировой рынок, то, конечно, нужны более существенные ресурсы, именно поэтому и важно участие корпорации Роснанотех.

Фильтр для воды залечит раны

Нужно отметить, что организации Томского научного центра СО РАН все более тесно взаимодействуют с Сибирским медицинским университетом (СибГМУ) и институтами СО РАМН. Работы, в частности, ведутся в таких направлениях как лазерное воздействие на биологические ткани, адресная доставка лекарств на основе наночастиц, которые получаются в Томском научном центре, воздействие электронных пучков и СВЧ-излучения на биологические ткани, создание нового класса ранозаживляющего материала и др.

Все эти проекты находятся в стадии научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, еще идут исследования, но уже есть лабораторные образцы, которые показывают их перспективность. Видно, что многие из этих направлений вырастут со временем в крупные проекты.

Так, адресная доставка лекарств (результат кооперации отдела структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН и СибГМУ) апробируется сегодня на животных. С людьми начнутся работы в лучшем случае через 2-3 года. А вот новый перевязочный ранозаживляющий материал на людях будет испытываться уже следующей весной. Он создается на основе нановолокон. Фактически это один из вариантов нановолокон, созданных для водяных фильтров AquaVallis. Конечно же, это не точно такой же материал, но технология получения используется та же. В этом направлении мы ведем работы совместно с СибГМУ и институтом фармакологии СО РАМН. Исследования показывают настоящие чудеса.

Пучки электронов закаливают металл

Другое очень важное направление работы в Томском научном центре - это обработка материалов сильноточными пучками электронов, ионов, плазмы. В этом направлении Томск является одним из ведущих в мире, прежде всего потому, что в основе этой технологии лежит открытие, которое сделал академик Геннадий Месяц - взрывная электронная эмиссия. Используя этот эффект, стало возможным разрабатывать совершенно новые классы оборудования, и одно из назначений - обработка материалов. В области разработки такого оборудования безусловным лидером является институт сильноточной электроники (ИСЭ), но прочные позиции и у ИФПМ, Томского политехнического университета, Томского госуниверситета. Ведь важно не только оборудование создать, но и соответствующие технологии разработать, а это можно сделать, только опираясь на глубокие фундаментальные знания в области физического материаловедения.

Важную роль играют интеграционные проекты Сибирского отделения РАН. Так, в рамках одного из таких проектов, в котором принимают участие институты сильноточной электроники и физики прочности и материаловедения, в лабораториях Николая Коваля (ИСЭ СО РАН) и Владимира Овчаренко (ИФПМ СО РАН) созданы и оборудование, и технологии, позволяющие повысить ресурс режущего инструмента в 1,5 раза после обработки электронным пучком по определенному алгоритму. Связано это с тем, что высокая концентрация энергии переводит поверхность режущего инструмента в особое состояние, которое потом закаливается, и мы получаем наноструктурную матрицу вокруг твердых режущих частиц. Это кажется просто чудом, поскольку режущим инструментом - а это твердые сплавы очень сложного состава - занимаются тысячи специалистов по всему миру, идет борьба за каждый процент ресурса работы. Надеюсь, что это направление получит достаточное финансирование по линии госкорпорации Роснано.

Другой пример - уникальные наноструктурные термостойкие покрытия, которые разрабатываются под руководством академика Виктора Панина (ИФПМ СОАН). Они создаются в интересах и по заказу российского авиакосмического комплекса. Так вот, эти покрытия созданы в значительной степени благодаря применению принципов физической механики материалов. Это, кстати, к вопросу о важности не только уникального оборудования, но и фундаментальных знаний.

Все это говорит о том, что настоящая инновационная деятельность не может развиваться без фундаментальной науки.

Российский наноструктурный титан заменит зарубежные имплантанты

Этот проект также получил очень хороший старт благодаря финансированию Минобрнауки. Сегодня он финансируется по федеральной целевой программе, включает несколько организаций и предприятий по всей России. Думаю, что у него есть хорошие перспективы. Работы мы ведем в тесной кооперации с Томским госуниверситетом.

Эта технология послужит не только для машиностроения, но и для медицины - имплантанты, штифты для зубов и прочее. Сегодня в России используются дорогие зарубежные имплантанты, но теперь появится возможность заменить их на отечественные, обладающие даже лучшими свойствами.

Мы также прорабатываем вопрос о серийном производстве наноструктурного титана и для задач авиакосмической техники, судостроения вместе с Кирово-Чепецким металлургическим заводом. Надеюсь, что мы получим достаточное финансирование, и будет создано промышленное производство сплавов на основе титана с высокими эксплуатационными свойствами.

Разжижающие добавки позволят удешевить добычу нефти

Очень важное направление развивается в Институте химии нефти (ИХН) СО РАН - оно связано с повышением нефтеотдачи пластов, прежде всего, вязких нефтей. Есть такие нефти, которые, если налить в ведро, оттуда потом не выльешь - настолько они вязкие. Как их качать? Сейчас для этого закачивают пар в скважины - достаточно сложная технология. В ИХН разработаны добавки, которые позволяют существенно понижать температуру закаченной воды и пара и повышать степень отдачи пласта.

Томские ученые разрабатывают новые противооползневые технологии

В ИХН также разрабатываются новые материалы, которые называются криогели. Они крайне нужны, чтобы создавать водозащитные экраны в почве - для предотвращения оползней, при ремонте дамб и плотин. Характерный пример - институт фактически предотвратил экологическую катастрофу в Якутии, когда в городе Мирном в дамбе водохранилища появились протечки, и каждый день уходили тысячи кубометров воды. Город мог остаться без воды, все попытки сделать бетонные завесы ни к чему не приводили. А вот наши криогели позволили создать водонепроницаемую завесу и прекратить утечку воды.

Сегодня прорабатывается возможность использовать эти водонепроницаемые экраны для защиты оползнеопасных районов. У этой разработки, безусловно, очень широкий потенциал применения.

Газовая горелка позволит точнее регулировать мощность котельных

Очень эффективно работает отдел структурной макрокинетики под руководстовом Юрия Максимова - это аспирант нобелевского лауреата Семенова. Они очень много разрабатывают материалов различного назначения, в том числе и для медицины. Из крупных я бы выделил разработку мобильных установок по переработке попутного газа.

Разработана в отделе также новая горелка для газовых котельных, когда вода в трубах, окружающих камеру сгорания, греется не конвективно, температурой воздуха, а инфракрасным излучением. Это позволяет повысить эффективность работы, избавиться от шума, вредных выбросов и достичь тонкой регулировки мощности.

Васюганское болото отражает глобальные экологические изменения

Важные исследования ведутся в Институте оптики атмосферы СО РАН и Институте мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) СО РАН. Они входят в число лидеров в области оптического мониторинга атмосферы, что перспективно для задач экологии. Но их разработки находят применение и в других сферах - вплоть до детекции взрывчатых и наркотических веществ в воздухе - своеобразная замена собак в пунктах контроля.

В Томской области существует известное всем Васюганское болото - это очень большая территория, и, наблюдая его, можно судить об экологических изменениях на всей планете. Очень важно, что этот объект наблюдается многие годы. Это проект, который ведет ИМКЭС, имеет все шансы, чтобы стать международным. Он даст действительно очень важную информацию, потому что любое изменение климата отразится на поведении Васюганского болота еще до того, как мы это почувствуем.

Кроме того, Институт оптики атмосферы много занимается отслеживанием лесных пожаров на основе спутниковых данных.

ТВЗ приблизит "Европу" к Томску

Большие надежды мы возлагаем на взаимодействие с технико-внедренческой зоной, поскольку это приблизит к нам зарубежные рынки. Томск все-таки находится в центре континента, и ближайшая страна - это Казахстан, и то мы туда часто добираемся через Москву. Для нас принципиально важна технико-внедренческая зона, чтобы здесь позиционировались крупные зарубежные компании, с которыми бы мы работали перманентно, а это своеобразное "окно в мир" для нас. Думаю, что появится новое качество - ведь это реальные возможности для институтов и университетов получать заказы на исследования.