Н.З.Ляхов: О центре экспериментальных технологий по производству наноматериалов

О центре экспериментальных технологий по производству наноматериалов

(Из выступления члена-корреспондента РАН Н.З. Ляхова)

Lyaxov_N_Z.jpg

Николай Захарович Ляхов, член-корр. РАН, Институт химии твердого тела и механохимии, директор

Я выступаю от имени Объединенного ученого совета по химическим наукам. Мне поручено привлечь ваше внимание к проблеме, которая имеет первостепенное значение для дальнейшего участия Сибирского отделения в группе российских программ по наноматериалам.

В выступлении академика А. Л. Асеева было показано, какой задел есть в Сибирском отделении по наноматериалам. И практически в каждом из направлений представлены по три-четыре химических института.

У химиков есть свои особенности, и это как-то должно быть отражено в программе по наноматериалам.

Исходя из политики последних лет мы должны делать выводы, что спрашивать нас будут не просто за фундаментальные исследования в данной области, но и за то, как наши разработки продвигаются на рынок.

Н. З. Ляхов представил соответствующую схему движения: синтез; изучение; отработка технологии; сертификация продукта.

Что касается синтеза, то, как было видно из выступления предыдущих докладчиков, природа процессов в общем-то понятна, методы на лабораторном уровне отработаны.

Изучение свойств материалов в Сибирском отделении более или менее поддержано центрами коллективного пользования: Центром синхротронного излучения, Центром наноструктурных исследований, Химическим сервисным центром.

Де-факто в большинстве случаев мы не умеем достойно преподнести то, что имеем. Когда речь заходит о приобщении к нам людей с деньгами, потенциальных инвесторов, мы не можем с ними профессионально общаться. Нам прежде всего говорят: «Дайте вашего продукта килограмм или два». «Хорошо, — отвечаем, — сделаем вам килограмм или два». «А сколько это будет стоить, если его производить?» — спрашивают. На данный вопрос у нас ответа нет практически по любой нашей разработке.

А вопрос весьма существенный, когда речь идет о технологиях наноматериалов и их промышленном освоении. Прежде всего, требуется наработка опытных партий с устойчивыми (воспроизводимыми) характеристиками.

Нужно иметь точный прообраз промышленной установки, фактически, технологическую линию, причем, такую, чтобы она бесперебойно работала, и мы могли оценить верхнюю границу стоимости продукта. Кроме того, установка должна быть настолько хорошей, чтобы ее было легко масштабировать на более высокие производительности уже в промышленности. Те же потенциальные инвесторы спрашивают, какой продукт мы можем предложить. Однако мы не в состоянии проводить паспортизацию продукции, выдавать рекомендации по безопасному обращению, токсикологии. На сегодняшний день у нас не на чем такие измерения осуществлять. А мы должны их производить в соответствии с установленными в мировой науке требованиями.

Теперь об отработке технологии. Это масштабирование, создание полной технологической линии; оптимизация процесса по сырью, энергопотреблению, качеству продукта; диверсификация продукта; утилизация отходов.

Для примера я показываю три вида порошков — сильнодисперсный, монодисперсный, полидисперсный. Можно заметить, как сильно они различаются. Дело здесь в следующем. Пусть мы имеем технологию порошков с неким распределением частиц по размерам и хотим получить 100-нанометровые частицы плюс-минус десять нанометров и должны сделать установку, которая может производить эти частицы по 10 кг в час. От вида (ширины) этого распределения зависит, сколько целевого продукта (выход) мы будем иметь — 40 % или 10 %, например. Таким образом, потребуется создать технологическую линию, позволяющую производить в одном случае 100 кг в час, а в другом — всего лишь 25 кг в час. Разумеется, стоимость продукта будет сильно различаться, хотя и в том, и в другом случае большая его часть вернется в голову процесса. Это факт, с которым нужно считаться.

Конкретный пример — частички оксида алюминия, синтезированные на ускорителях электронов в ИЯФе проточным методом. Основная их масса — 10–12–20 нанометров. Если потребителей устраивают частички размером до 30 нанометров, получается 100-% выход с этой линии. Можно без особого труда определить стоимость. Но, если потребителя интересует только масса 10–15 нанометров, следует включать в схему классификацию — дорогостоящую операцию. Цепочка усложняется, цена продукта неизбежно растет.

Следующий момент — сертификация. Недавно мы с Николаем Леонтьевичем Добрецовым были в Пекине, в Национальном центре нанотехнологий АН Китая (Nanosciense and Nanotechnology). Там уделяют огромное внимание вопросам стандартизации и сертификации. Это и понятно: сегодня нельзя выдать продукт на рынок без описания. Поэтому я повторяю: нам крайне необходим соответствующий центр, в котором имеются и реакторы, и пилотные установки, и все аналитическое сопровождение, и специальное испытательное оборудование.

В Центре пилотных установок должны быть представлены химические технологии, лучевые технологии, СВЧ, ультрафильтрация, гидрохимия, автоклавы и т.д. — все, чем богато Сибирское отделение на уровне технологического задела, и что необходимо энергично развивать.

Часть оборудования соответствующего уровня химические институты уже имеют. У нас есть гидрохимические реакторы, в Институте катализа — реакторы для наработки катализаторных партий. Создано много чисто сибирских технологий. У Сибирского отделения огромные наработки в разных областях, так что основа для создания центра имеется. Что касается аналитики, здесь есть над чем поработать.

В заключение — об испытаниях продукции. На этом направлении — масса проблем. Кое-что из оборудования есть, но все разбросано по институтам. Часть — в Институте теоретической и прикладной механики, что-то — в Институте теплофизики, в ИФПМ в Томске. Но, повторяю, для того, чтобы тестировать продукцию, само оборудование должно быть сертифицировано.

Где разместить метрологический и стандартизационный центр, как оформить — надо подумать. Предположительно он может занять новое здание на площадке Института химии твердого тела и механохимии, проектировщики заложили такую возможность. А более крупные технологические установки можно размещать на вновь сооружаемых площадях производственной зоны технопарка.

http://pine.ict.nsc.ru/…n50/f11.html

Институт химии твердого тела и механохимии

oldbuilding.jpg

Старое здание института

inst_Xim_TT.jpg

Одно из новых зданий

http://www.solid.nsc.ru/rus/index.htm

Как дальновидный учёный и опытный хозяйственник Н.З. задаёт совершенно правильные, «житейские», практические вопросы. Действительно, при производстве какой-либо продукции в первую очередь встанут вопросы её сертификации, затем потянутся вопросы стандартизации, метрологии, экономики и т.п. То есть совсем недостаточно будет произвести какой-либо продукт, нужно будет его достаточно полно «изучить», сертифицировать, выявить его существенные характеристики, назначить цену и т.д. и т.п. Вот как раз обо всём об этом нужно подумать заранее, как говорится, ещё «на берегу»…