08.12.14
Научно-технологический парк "Фабрика" БФУ им.И.Канта расширяет спектр решаемых материаловедческих задач: создана лаборатория функциональных порошковых и углекомпозиционных материалов. Она станет логичным дополнением уже существующей лаборатории фундаментального и прикладного материаловедения, а также Научно-образовательного центра "Функциональные наноматериалы". Новое научно-исследовательское подразделение возглавил доктор технических наук, профессор Алексей Чесноков. Он недавно переехал в Калининград по приглашению для работы в БФУ.
Итак, знакомьтесь: Алексей Чесноков.
- Алексей Викторович, в Калининграде вы всего 2 недели и пока о вас мало что известно. Расскажите, откуда к нам переехали и чем занимаетесь?
- Я работал в Луганском национальном университете им. Тараса Шевченко, доктор технических наук. Сфера моих научных интересов — углеродные композиционные материалы. В своей работе активно сотрудничал с НИИ «Графит» (Москва), КБ «Южное» (Днепропетровск) и Физико-техническим университетом (Харьков). Занимался усовершенствованием технологии производства углерод-углеродных композиционных материалов.
- Углерод-углеродные композиционные материалы: что это такое и где применяются?
- Углерод-углеродные композиционные материалы — это целый класс материалов, которые содержат углеродный армирующий элемент в виде дискретных или непрерывных волокон и углеродную матрицу. Эти материалы обладают уникальными свойствами: выдерживают высокие температуры, лёгкие, низкий коэффициент линейного температурного расширения, сохранение стабильной структуры, свойств и размеров изделий при нагреве до 2000°С и при охлаждении, высокие механические свойства, а также хорошая электропроводность. Не отвергаются телом человека и используются в качестве имплантатов. Всё это позволяет использовать углерод-углеродные композиционные материалы в самых разных областях. Изначально их применяли в аэрокосмической промышленности. Сейчас их используют в машиностроении и медицине.
- Ваши исследования связаны с какой сферой применения?
- Я диссертацию защищал по технологии изготовления летательных аппаратов, хотя непосредственно занимался материаловедением. То есть для меня первичным является влияние технологических параметров изготовления материала на их физико-механические характеристики применительно к термонагруженным изделиям летательных аппаратов. И там эти материалы применяется, например, в качестве головного обтекателя (верхняя часть ракеты или передняя — самолёта), которая испытывает наиболее высокое температурное напряжение. Рабочая температура материала — 2000 градусов. А также сопла ракетных двигателей на твёрдом и жидком топливе, где идёт поток плазмы высокой температуры, и этот материал в состоянии её выдерживать. В гражданской авиации сейчас введены новые стандарты, тормозные системы самолётов должны быть только углерод-углеродными, так как они позволяют максимально быстро погасить энергию, например при прерванном взлёте, и безопасно остановить самолёт.
- И немаловажную роль играет малый вес этих материалов?
- Да, для аэрокосмической отрасли это очень важно. В частности, для теплозащиты раньше использовались сплавы на основе вольфрама, удельный вес которых — 19,3 г/см3. А удельный вес углерода — всего 2 г/см3, то есть эти материалы позволяют существенно снизить вес летательного аппарата. Из-за того, что новые материалы очень лёгкие, появилась возможность повысить коэффициент запаса прочности для непредвиденных обстоятельств, например при спуске. То есть вырос уровень безопасности.
- Но лёгкость и прочность нужны не только в аэрокосмической отрасли, но и в машиностроении в целом…
— Да, но эти материалы дорогие, поэтому их применяют там, где есть экстремальные нагрузки. Например, тормозные системы самолётов, гоночных автомобилей, скоростных поездов. Это элементы узлов трения (все углеродные материалы обладают очень низким коэффициентом трения), например, роторы турбин, трубы высокого давления, для подшипников скольжения.
- Вы ещё упоминали медицину. Как углерод-углеродные материалы применяются медиками?
- Сейчас в медицине в качестве имплантатов используют разные материалы, например керамику или металл со специальными покрытиями. Углерод-углеродные материалы применяются для создания больших фрагментов кости. Поскольку это пористые материалы, то их применение не останавливает естественное движение питательных веществ внутри кости. Кроме того, такие имплантаты не отторгаются организмом человека, а со временем даже обрастают костной тканью. Более того, пористость можно использовать как способ доставки лекарств: то есть в имплантат помещается необходимое лекарство, которое после имплантации постепенно будет попадать в организм.
- Использование этих материалов в медицине вам как учёному интересно? Или вы ограничиваетесь аэрокосмической отраслью?
- Да, медицина и мне, и Балтийскому федеральному университету очень интересна. Я уже успел пообщаться с несколькими коллегами из Медицинского института и Химико-биологического института. Думаю, мы будем вместе работать.
- Тогда немного странный вопрос: если углерод-углеродные композиционные материалы уже есть, то в чём состоит ваше исследование?
- Во-первых, можно менять структуру этих материалов (менять направления волокон), что отразится на свойствах, например пористости. Вводить наноразмерные добавки, например, с лекарственным препаратом. А во-вторых, можно и нужно совершенствовать промышленное производство этих материалов, чтобы оно было дешевле и занимало меньше времени. Вот этими двумя аспектами я и занимаюсь. Мы сейчас обсуждаем сотрудничество с НПО «Факел», там есть оборудование, которое по техническим характеристикам подходит для промышленного производства подобных материалов. А ведь сейчас эти материалы очень востребованы во всём мире, в развитых странах объём производства углерод-углеродных композиционных материалов сопоставим с объёмом производства металлов.
- И последний вопрос: когда в лаборатории функциональных порошковых и углекомпозиционных материалов будут получены первые результаты?
- В начале следующего года. Сейчас занимаемся административной работой, т.е. вместе с коллегами оцениваем, каким технологическим оборудованием необходимо дополнить лаборатории, чтобы производить материал и проводить исследования. В БФУ им.И.Канта уже сформировано лабораторное оборудование материаловедческого направления, поэтому мы вместе составляем список, что ещё нужно или потребуется в ближайшее время. Готовим заявку на тендер на поставку этой техники. Как получи, начнём работать. Планируется привлечение к участию в экспериментах магистров и аспирантов, в частности из Украины. Так что лаборатория начинает свою работу на имеющемся оборудовании и по мере поступления будем внедрять новое технологическое оборудование — это вопрос нескольких месяцев.
Ссылка на новость: sfedu.ru/news/48799