ВНИИНМ – клондайк российских нанотехнологий

 

Интервью с начальником отдела организации работ по нанотехнологиям и наноматериалам, к.т.н., доц. Парфеновым Алексеем Александровичем.

 

Нанотехнологии отвоевывают все больше и больше места в современной науке! Эта область по сравнению с остальными очень молода и до конца еще не исследована, но уже с большим успехом используется во многих сферах (телекоммуникация и связь, медицина, биомеханика, химия, транспорт, авиация, космонавтика, экология, сельское хозяйство и т. д.) Нанотехнологии отвоевывают все больше и больше места в современной науке и помогают модернизировать страну!

Сейчас продукты нанотехнологий окружают нас на каждом шагу. Трудно найти НИИ, где бы не велись работы в этом современном направлении. ОАО «ВНИИНМ», как высокотехнологический научно-исследовательский институт, безусловно , идет в ногу со временем и новыми тенденциями в науке и технике. Специалистами института ведутся уникальные разработки в области нанотехнологий и наноматериалов.

 Какие разработки в области «нано» в настоящий момент ведутся в ОАО «ВНИИНМ»?

В ОАО «ВНИИНМ», как головной организации Госкорпорации «Росатом» и головной организации отрасли (ГОО) по тематическому направлению «Функциональные наноматериалы для энергетики», основные направления исследований в области нанотехнологий и наноматериалов связаны с разработкой конструкционных и функциональных наноматериалов и технологий их производства для создания нового поколения реакторов атомной и термоядерной энергетики. Несмотря на быстрое развитие энергетики на возобновляемых источниках энергии, магистральным путем развития энергетики, обеспечивающим устойчивый инновационный рост экономики, остается экологически чистая атомная энергетика с введением в нее реакторов на быстрых нейтронах с использованием замкнутого топливного цикла, а впоследствии и термоядерная энергетика на основе промышленных реакторов со сверхпроводящими магнитными системами. 

  В соответствии со  стратегией  развития наноиндустрии в атомной отрасли сегодня в ОАО «ВНИИНМ» разрабатываются: наноструктурированные радиационностойкие ферритно-мартенситные дисперсионно упрочненные оксидами стали с уникально высоким уровнем жаропрочности, ванадиевые многокомпонентные сплавы, топливные композиции на основе оксида урана и смешанного уран-плутониевого МОХ- топлива для тепловых и быстрых реакторов.

В институте так же разрабатываются функциональные высокоэнергетические наноструктурные магнитные материалы на основе системы Nd-Fe-B и все виды технических сверхпроводящих материалов, как низкотемпературных, так и высокотемпературных – первого и второго поколений. В институте впервые в мире были разработаны промышленные технологии получения сверхвысокопрочных высокоэлектропроводных наноструктурных композиционных электротехнических проводов (системы Cu-Nb, Cu-V и т. д.). Специалистами института ведутся технологические разработки наноструктурированных фильтровальных систем для работы в особо агрессивных жидких и газообразных средах. В перспективе совместно с ОАО «Роснано» предполагается создать промышленное производство фильтроэлементов на основе нанофильтрационных металлокомпозитных мембран, выдерживающих экстремальные условия эксплуатации.

  В ОАО «ВНИИНМ» создана уникальная нанотехнология получения вакуум-плотной особотонкой рентгенопрозрачной фольги из наноструктурированного бериллия.

  Разработанные наноматериалы и технологии очень перспективны и для применений в других отраслях промышленности, в частности, в авиации, космонавтике, на транспорте, в медицине.

   Успешная реализация разработок наноматериалов в институте во многом обусловлена наличием широко известной материаловедческой школы, основанной академиком А.А. Бочваром, который долгое время был бессменным директором института.

   В течение ближайшего времени в ОАО «ВНИИНМ» будет введен в эксплуатацию «Комплекс по выпуску опытных партий функциональных и конструкционных наноматериалов и изделий на их основе для реализации ядерных энерготехнологий нового поколения», созданный в рамках реализации федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2011 годы» по направлению «Функциональные наноматериалы для энергетики».

Вносятся ли актуальные изменения в список направлений, по которым ведут свои исследования ученые института? С какой целью в ОАО «ВНИИНМ» создается Технологический Центр коллективного пользования Госкорпорации «Росатом» (ЦКП ГК «Росатом»)?

В рамках реализации Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2011 годы» по направлению «Функциональные наноматериалы для энергетики» в ОАО «ВНИИНМ» будет введен в эксплуатацию «Комплекс по выпуску опытных партий функциональных и конструкционных наноматериалов и изделий на их основе для реализации ядерных энерготехнологий нового поколения». В состав комплекса входит более 200 единиц уникального научного и технологического оборудования. Создание данного комплекса позволит существенно усилить позиции института в плане обеспечения реального «форсайта» в области дальнейшего развития нанотехнологий и наноматериалов. На базе приобретенного и модернизированного оборудования комплекса до конца текущего года предполагается создать уникальный Технологический Центр коллективного пользования Госкорпорации «Росатом» (ЦКП ГК «Росатом»).  ЦКП ГК «Росатом» будет оказывать комплекс услуг по проведению исследований, испытаний материалов и выпуску их опытных и опытно-промышленных партий с использованием различных технологических процессов, а именно:   плавки и литья, пирометаллургии, порошковой металлургии, распыления микрокристаллических порошков, компактирования холодным изостатическим и горячим прессованием, обработки давлением и механической обработки,  термохимической обработки изделий, вакуумного осаждения, контролируемой кристаллизацией аморфных материалов.

Возможности ЦКП ГК «Росатом» обеспечат выпуск таких изделий как листовые материалы, фольги, провода и проволока, микрокристаллические порошки, трубная продукция, литые изделия, изделия с покрытиями различного функционального назначения, фильтрационное оборудование, технологические установки различного назначения (в кооперации с заинтересованными предприятиями отрасли), другие изделия с использованием технологического оборудования полного металлургического цикла. Эти возможности серьезно подкрепляются тем, что ЦКП ГК «Росатом» сможет оказывать услуги по прецизионным измерениям характеристик материалов самыми современными методами:

   –  просвечивающей электронной микроскопии,

   –  сканирующей электронной и зондовой атомно-силовой микроскопии,

   –  масс-спектрометрии,

   –  дифрактометрии,

   –  низкотемпературной фотолюминесцентной спектроскопии,

   –  инфракрасной спектроскопии отражения и пропускания,

   –  спектроскопии комбинационного рассеяния,

   – спектроскопии электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов,

   –  импедансометрии,

   –  магнитометрии,

   –  фемтосекундной спектроскопии,

   –  дифференциальной сканирующей калориметрии теплового потока,

   –  термогравиметрического анализа,

   –  дифференциального термического анализа,

   –  мессбауэровской спектроскопии,

   –  капиллярного электрофореза,

   –  хроматографии,

   –  химико-аналитического контроля,

   –  испытаний физико-механических характеристик металлов и сплавов.

ЦКП ГК «Росатом» будет функционировать, в первую очередь, как инкубатор новых «старт-апов» в области наноиндустрии в сфере энергетики. Естественно, институт так же будет вносить коррективы в свои тактические и стратегические планы научно-технического развития, так как в нашем «интеллектуальном портфеле» имеется не одна сотня перспективных идей, которые, я не сомневаюсь, станут востребованы развивающейся российской экономикой уже в ближайшее десятилетие.

В последнее время в ОАО «ВНИИНМ» пришло много молодых специалистов из ведущих вузов страны – МИФИ, МИСиС, МВТУ и др. Это позволяет надеяться на то, что создаваемый в институте ЦКП ГК «Росатом» на основе комплекса научного и технологического оборудования для проведения исследований в области наноматериалов и нанотехнологий, будет работать с высокой научно-практической эффективностью.

 Наконец, большие надежды мы возлагаем на реализацию совместных проектов в области наноиндустрии в рамках 7-ой рамочных программы Европейского Союза. Институт в этом направлении уже принял активное участие в двух специлизированных семинарах, организованных совместной рабочей группой Россия-ЕС, и именно наши специалисты являются ведущими экспертами по тематическому направлению «наноматериалы» в широком смысле понимания этого термина. Разработаны дорожные карты по развитию функциональных наноматериалов для энергетики на перспективу до 2025 года.

Насколько применимы и применяются ли наноразработки института в реальном секторе экономики?

Из ответа на предыдущий вопрос вполне понятно, что ОАО «ВНИИНМ», имея целый ряд готовых к коммерциализации научно-технических разработок, активно внедряет их в реальном секторе экономики. Так, например, на Чепецком механическом заводе (ОАО «ЧМЗ», г. Глазов, Удмуртия) создано производство низкотемпературных сверхпроводников в объеме 60 т/год, главным образом в обеспечение вклада России в создание Международного термоядерного реактора (Программа «ИТЭР»). Эти сверхпроводники являются основой катушек-вставок магнитных систем ИТЭР. На этом же, и ряде других предприятий, входящих, как и наш институт, в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ», широко внедряются технологии, направленные на повышение безопасности работы АЭС и обеспечение конкурентоспособности продукции атомной энергетики, в первую очередь номенклатуры продукции Топливной компании «ТВЭЛ».

Активно развивается сотрудничество и с ОАО «Роснано». Напомню, что еще 5 марта 2008 года две Госкорпорации – «Росатом» и «Роснанотех» –подписали генеральное соглашение о сотрудничестве. И уже в 2008 году наш институт подал 2 заявки на финансирование проектов «НАНОЭЛЕКТРО» и «Нанопокрытия». Оба проекта в настоящее время находятся в предстартовой готовности. На подходе еще один проект, который мы подаем совместно с ФГУП «Красная Звезда» – «Металлокомпозитные фильтроэлементы».

Наши молодые, но уже высококвалифицированные специалисты (в основном в возрасте от 30 до 40 лет) прошли обучение в Фонде «Сколково», что создает предпосылки для инициации новых технологических разработок, которые в недалеком будущем будут востребованы не только на российском, но и на мировом рынке.

ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2011 годы» естественным образом заканчивается в текущем году, Ваши размышления и мнение о продолжении такой ФЦП на следующий среднесрочный период?

К сожалению, о таком проекте в официальных СМИ никакой информации я пока не встречал. Тем не менее, не ошибусь, если выскажу не только свое мнение, но и мнение представителей многих других ГОО, обозначенных в Постановлениях правительства РФ от 02.08.2007 г. за № 498 и от 21.06.2010 г. за № 471, касающихся ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008 – 2011 годы»: «Продолжение указанной выше программы, пусть и в новой интерпретации и с новыми приоритетами, подсказанными в ходе выполнения ФЦП «2008 – 2011», крайне необходимо, так как ННС (Национальная нанотехнологическая сеть) в настоящий момент включает только 50 организаций: 40 НОЦ (Научно-образовательных центров), созданных на базе университетов, и 10 ГОО. В то же время в России разработкой и внедрением нанотехнологий и наноматериалов, согласно официальным данным Минобрнауки России, занимается не менее 500 организаций и предприятий разных форм собственности. На мой взгляд, по большому счету, в ННС надо вовлечь если не все, то большинство из этих потенциальных членов ННС. Не за горами 2015 год – год завершения Президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии» (№ Пр-688 от 24 апреля 2007 г.), согласно которой Россия должна выйти на уровень выпуска нанопродукции – не менее 900 млрд. руб. в год. Поэтому, только объединив «наносообщество» в один мощный кулак и поставив перед ним конкретные задачи, подкрепленные достойным и, главное, целевым бюджетным финансированием, можно ожидать реального выполнения этой непростой стратегической цели.