Доктору технических наук, профессору кафедры «Технология машиностроения» механико-технологического факультета Южно-Уральского государственного университета Александру Дьяконову всего 33 года. В прошлом году он стал самым молодым доктором технических наук России по специальностям «технология и оборудование механической и физико-технической обработки» и «технология машиностроения».

Наноматериалы – материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих. Первым в истории «нанотехнологом» можно считать героя Николая Лескова Левшу. У классика написано: «Если бы был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал».

Заявку на грант Александр Анатольевич подал в 2012 году. Грант получен на два года, с декабря 2013-го по декабрь 2015-го. Всего будет выделено 1,2 миллиона рублей. По меркам Южно-Уральского государственного университета сумма не очень большая, но в данном случае важен сам статус – грант президента Российской Федерации.

В двух словах (если это, конечно, возможно в данном случае) работа Дьяконова заключается в следующем. В отечественном машиностроении сохраняется тенденция использования традиционных материалов, таких как сталь, чугун.

«В их состав входят легирующие элементы, добавляемые в металл для улучшения его конструкционных свойств: никель, вольфрам, титан, – объясняет Александр Анатольевич. – В связи с этим стоимость производства и эксплуатации этих материалов не из дешевых».

Поменять ситуацию могут композитные (они же композиционные) материалы – искусственно созданные в специальных устройствах неоднородные материалы, состоящие из двух и более компонентов с четкой границей раздела между ними. Например, если речь идет о полимерах, то композитным материалом для них может стать эпоксидная смола с твердыми наночастицами. Эти компоненты делятся на связующие (матрица) и армирующие (наполнители). Вторые придают прочность и жесткость материалу, а матрица обеспечивает защиту поверхности от механических повреждений и агрессивных химических воздействий.

Главное преимущество композиционного материала в том, что при его проектировании инженер сам задает ему характеристики, которые значительно превосходят свойства традиционных материалов. В данном случае разработчик может исходить из требований заказчика материала. Кроме того, материал и конструкция из этого материала создаются одновременно.

Тема исследования Дьяконова, на проведение которого получен грант президента: «Разработка составов, технологии получения и обработки многослойных конструкционно-функциональных полимерных нанокомпозитов». Ученый уверен, что за такими материалами, как нанокомпозиты, будущее. Они позволят провести ремонт и восстановление больших элементов и деталей, что называется, «на местах», без остановки производства.

Александр Дьяконов недавно вернулся со стажировки из Великобритании, где посетил крупнейшие технопарки, промышленные предприятия и университеты. Крупномасштабные исследования в области композитных наноматериалов ведутся в Jaguar, Cosworth, AMRC with Boeing Advanced Manufacturing Park, Land Rover, Rolls Roys. Это говорит об актуальности данных исследований в мировом масштабе.

«Материалы, содержащие в своем составе наноструктуры, – говорит Дьяконов, – позволят значительно сэкономить ресурсы и снизить издержки производства. И в машиностроении, и в аэрокосмической промышленности, и военно-промышленном комплексе. Например, нанокомпозиты уже находят применение для новых типов гусеничных конструкций военной техники».

На повестке дня у ученого – разработка нанокомпозитов для определенных конструкций и технологии получения этих составов.

Александр Дьяконов сотрудничает с научно-образовательным центром «Нанокомпозитные материалы и конструкции», который был открыт в ЮУрГУ в августе 2013 года. Цель деятельности центра – проведение научных исследований в области полимерных композитных материалов. Сотрудники НОЦа исследуют, как режимы работы оборудования и свойства исходных компонентов влияют на свойства изделий из полимерных композитных материалов. В частности, сейчас в центре трудятся над созданием элементов конструкций низкопольных трамваев, автобусов и других видов транспорта, наружная часть которых изготавливается из композитов.