Публикации: Прочее (рубрикатор)

Для посещения новосибирского инкубатора керамических технологий «Нанокерамикс» посетителям выдают обязательные халат и бахилы. В просторном светлом помещении чистота под стать операционной, и также много установок неясного случайному посетителю назначения. Здесь, в лаборатории, созданной на базе предприятия «НЭВЗ-Керамикс» и наноцентра «Сигма.Новосибирск» занимаются исследованием свойств керамики и материалов, используемых при ее изготовлении.

Керамика, которую изучают в инкубаторе и, скажем, которая используется при изготовлении цветочного горшка, это очень разные материалы. Вот это, например, образец керамической брони, — инженер лаборатории Виктор Иванович Кензин извлекает из цветной горы образцов, лежащих на низком столике, небольшую плитку молочного цвета. Плитка почти ничего не весит, но при этом выдерживает выстрел из снайперской винтовки.

С одной стороны образец отполирован до зеркального блеска — такая подготовка необходима для исследований на сканирующем электронном микроскопе JSM-6010.

Этот прибор, как и все остальное оборудование инкубатора, был приобретен Фондом инфраструктурных и образовательных проектов Роснано. Стоимость техники подобного уровня измеряется миллионами, но полностью себя оправдывает невероятно высокой точностью данных.

За счет использования электронного луча, а не светового, как в оптических приборах, микроскоп дает возможность изучать структуру исследуемого вещества на масштабах в несколько нанометров и получать ее изображение с высоким разрешением, что особенно важно при исследовании образцов нанокерамики средней размер зерна которой не превышает 100 нм.

Если микроскоп позволяет провести первичные наблюдения материала, то, например, для более глубокого, количественного элементного анализа используют стоящий рядом рентгенофлуоресцентный спектрометр, позволяющий получить данные для 90 элементов (из 126 занесенных в таблицу Менделеева).

Внушительных размеров аппарат увенчан жизнерадостной желтой пирамидой со знаком радиации, которая, говорят, внушает страх несведущим людям.

Когда в помещении становится слишком жарко, прибор начинает жаловаться и отказывается работать. Сотрудники лаборатории шутят, что если хочется изменить температуру в комнате, то начальству лучше говорить, что это нужно прибору. И тут же серьезно добавляют, что на самом деле в помещении установлен климат-контроль, потому что оборудование требует определенных условий эксплуатации.

Укомплектованность лаборатории без преувеличения впечатляет. На этом оборудовании можно, в зависимости от функционального назначения керамики, исследовать химические и физические свойства, поведение при нагреве (прибор синхронного термического анализа способен обеспечить исследователей температурой в 2400 С в гелиевой атмосфере, в воздушной атмосфере при такой температуре сгорела бы даже печь), определять теплопроводность, проводить исследования образцов при различных механических воздействиях.

Необходимость такого широкого спектра исследований объясняется тем, что современная керамика применяется в самых разных отраслях промышленности. От элементов запорной арматуры, которые можно обнаружить, разобрав водопроводный кран, до биокерамическихпротезов.

Инкубатор керамических технологий разрабатывает технологии работы с керамикой для производственных предприятий, и получает за них лицензионные отчисления и роялти от продажи производителями изделий, произведенных по технологиям «Нанокерамикс».

Совсем недавно, в марте 2013 года врачами НИИТО была проведена первая в мире операция по замещению тела позвонка протезом из бионанокерамики производства «НЭВЗ-Керамикс». Испытания этой керамики также проводились в инкубаторе.

Оказалось, что эта керамика выдерживает давление чуть ли не до 15 тонн, вы представляете, это же бронескелет! — восхищается Кензин.

Сейчас на заводе ведется работа по изготовлению эндопротезов тазобедренных суставов. Уникальный для России опыт, реализуемый благодаря возможности тщательно контролировать процесс изготовления керамики. Можно представить, как был бы горд Яков Цивьян, имя которого носит НИИТО, и который в свое время изготовил первый эндопротез в СССР (акриловая головка на металлической ножке).

Другие изделия не так эффектно смотрятся на полках заводского музея, но с практической точки зрения представляют не меньший интерес.

Из керамики изготавливаются подложки для твердооксидных топливных элементов и втулки для термоэлектрогенераторов, изоляторы, подложки для электронной промышленности.

Отдельной строкой в списке стоит броня, которая используется для защиты танков, вертолетов, кораблей, идет на изготовление бронежилетов. Помня, как легко бьются керамические тарелки, трудно представить керамику в роли защитницы отечества.

Чтобы наглядно продемонстрировать прочность бронеролика, Кензин помещает его в испытательный пресс ИП-500М, - кажется, единственный прибор отечественного производства в инкубаторе.

— Бронеролики разрываются со страшным треском, вы не пугайтесь. Обычно выдерживают нагрузку до 15 тонн, — предупреждает Виктор Иванович, в руке у него ведро с осколками, оставшимся от прошлых экспериментов.

Когда цифры на счетчике доходят до 17 кН все присутствующие в лаборатории начинают считать хором, справедливо гордясь произведенным с их участием продуктом. Обещанный страшный треск раздается при нагрузке в 22,5 тонны.

Рядом с прессом стоит разрывная машина Instron, на которой испытывают на разрыв конструкцию из колец для приборов ночного видения. Машина способна выдать усилие до 1 тонны. Кензин подробно объясняет, для чего нужны такие испытания и какие суровые нагрузки выпадают на долю приборов ночного видения установленных, например, на танк и вздыхает:

— Это человек все вытерпеть может, а техника нет.

Впрочем, кажется, техника, в которой используется современная керамика, способна выдержать очень многое.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Напоминаем Вам, что сейчас на сайте проходит творческий конкурс "Моя лаборатория". Участвовать в конкурсе могут студенты, аспиранты, молодые ученые, специалисты и журналисты.

На конкурс принимаются научно-популярные статьи, посвященные работе научной лаборатории, научному обмену или любым другим аспектам научной деятельности. Текст должен быть понятен и интересен самой широкой аудитории и в первую очередь школьникам старших классов.

Более подробно о конкурсе можно прочитать пройдя по ссылке.