Вопреки общепринятому мнению, Сергей Григорьевич считает, что в некоторых областях нанотехнологий наша страна находится на достаточно высоком уровне. Хотя они вошли в нашу жизнь, прежде всего, через микроэлектронику, но человечеству нужны не только компьютеры, но и новые материалы и еще – чистая вода. Два направления исследований томских ученых реально выходят на российский и зарубежный рынок.
Первое направление, которое развивается совместными усилиями двух институтов ТНЦ СО РАН (Институт сильноточной электроники и Институт физики прочности и материаловедения) и томских университетов – наноструктурные покрытия для материалов, придающие им качественно новые свойства. Поверхность деталей машин и механизмов обрабатывают высокоэнергетическими электронно-ионными пучками, которые вызывают ее нагрев и сверхбыстрое охлаждение. При этом на поверхности возникает наноструктурный слой, делающий ее исключительно твердой, как у алмаза. В результате увеличивается износостойкость, коррозионная стойкость и, соответственно, срок работы этих деталей, причем не «немножко», а «в разы». Томские специалисты – мировые лидеры в «пучковой» обработке материалов. Получение таких пучков стало возможным благодаря открытию взрывной электронной эмиссии, которое сделал академик Г.Месяц.
Нанообработка поверхности – это чрезвычайно полезное изобретение для получения новых поколений материалорежущих инструментов. Десятилетиями специалисты бьются над тем, чтобы сделать их острее, тверже и устойчивее к износу, и то, что после такой «пучковой» обработки инструмент прослужит в три-четыре раза дольше – просто фантастика. Еще одна область применения этой технологии – разнообразные промышленные штампы, которые должны быть твердыми и, как правило, имеют при этом сложную форму. Обработка электронно-ионными пучками увеличивает срок жизни штампа в два-три раза. Раньше это казалось невозможным.
Второе «нанотехнологическое» направление - фильтры для питьевой воды. Они делаются так: на матрице из полимерного микроволокна осаждают пористые наночастицы порошка алюминия. В результате получается материал, который абсолютно не пропускает ни бактерии, ни вирусы. Так что вода, пропущенная через нанофильтр, полностью обеззаражена и при этом сохраняет все необходимые микроэлементы.
Принцип действия нанофильтра – в том, что он не только фильтрует, но и адсорбирует. Считается, что для успешной фильтрации поры фильтра должны быть меньше, чем размеры частиц. Но в данном случае это не обязательно, поскольку на поверхности нановолокон возникает электрокинетический потенциал, за счет которого адсорбируются микробиологические загрязнения. Можно добиться такого же уровня очистки применяя мембранные фильтры, но это гораздо более дорогой способ и менее производительный, так как мельчайшие поры мембран быстро забиваются, и фильтр нужно менять.
«Мы прошли все необходимые стадии и вышли на опытно-технологическое производство фильтров для воды, - рассказывает С.Г.Псахье. – Таким образом, нам удалось преодолеть «долину смерти» - путь от разработки до производства, где гибнут столь многие идеи. Это, кстати, стало возможным только благодаря своевременно полученному гранту Минобрнауки. Сегодня мы не просто выпускаем уникальный материал, но он уже сертифицирован и соответствует всем санитарно-гигиеническим нормам России и Европы».
По разработке томских ученых томские предприятия ООО «Аквазон» выпускают фильтровальные устройства AquaVallis разных типов: установки для тонкой очистки воды, сменные фильтрующие катриджи, индивидуальные водоочистители для полевых условий, а на подходе уже гранулированные сорбенты для удаления из воды мышьяка.
Устройства для очистки воды могут пропустить до 5 кубометров воды в час, а у сменных катриджей ресурс работы до 40 кубометров воды. При этом стоимость одного литра очищенной и обеззараженной воды составляет менее 20 копеек.
Фильтровальными установками уже снабжаются детские сады и школы в Томске и области, покупают их и за границей, например, в Словении счет уже идет на тысячи. Идут переговоры о том, чтобы наладить сборку фильтровальных картриджей в Словении и Китае. Авторы разработки уже нашли инвесторов и собираются в течение ближайших лет достигнуть уровня производства в несколько миллионов. И массово выйти на мировой рынок с этим вполне конкурентноспособным и качественным товаром.
«Чистая вода – это в наши дни огромная ценность, - говорит Сергей Григорьевич. – Миллионы людей по всему миру не имеют доступа не просто к нормальной, а хотя бы безопасной воде. А по данным ВОЗ даже в благополучной Европе из-за некачественной воды около 100 тысяч людей заболевают гепатитом. И именно Россия может сегодня дать миру чистую воду – достойная миссия для нашей страны».
Возможности нанофильтра любой желающий может испытать на себе. Сергей Григорьевич разболтал в стакане с водой жуткого и запаха вида черную жидкость – химическое удобрение для растений, и вылил ее в демонстрационную установку. Воду, которая получилась на выходе, пить было совсем не страшно – абсолютно прозрачная, ни неприятного запаха, ни вкуса. Рассказывают, что такую же очищенную водичку не побоялся выпить первый вице-премьер Сергей Иванов во время визита в Томск, предвосхитив реакцию своих охранников (запрещается государственному лицу пить что попало!). И от закуски отказался.
***