Инфраструктура для идеи, или Научный Fest
В Крыму пытаются создать среду для воплощения в жизнь любого перспективного проекта. А проектов — море.
На базе Таврического национального университета им. Вернадского (ТНУ) несколько дней работала «Ярмарка инновационных технологий».
Свои идеи и готовые к производству образцы представили более тридцати предприятий, организаций и вузов Крыма. Все они готовы к «зрелой» жизни серийного выпуска и ждут своего инвестора.
В рамках фестиваля науки ученые обсудили необходимость создания в регионе инновационной инфраструктуры.
— Это ряд организаций, предприятий и учреждений, призванных способствовать развитию инновационного процесса, — поясняет Анна Коваленко, начальник управления инвестиционной и имиджевой политики Министерства экономического развития и торговли АРК. — Например, консалтинговые и финансовые фирмы, содействующие распространению информации об инновационных технологиях и их финансированию.
Это все, что каким-либо образом способствует развитию инноваций: технополисы, технопарки, инновационные центры и бизнес-инкубаторы. То есть та своеобразная питательная среда, которая в состоянии довести идею до конечного продукта. К сожалению, в Крыму, как и во всей Украине, сегодня существуют только элементы инновационной инфраструктуры. Эффективно работающего комплекса пока нет, и едва ли мы чего-то добьемся одним «круглым столом» или ярмаркой инноваций. Вместе с тем не особо крупные элементы инфраструктуры мы можем создавать без поддержки государства, привлекая деньги технической помощи либо средства местного бюджета. Сегодня уже существуют международные грантовые проекты, готовые помочь созданию подобных структур в Крыму. Кроме того, есть вузы, желающие предоставить для этого свою базу…
А проректор по научной работе Крымского государственного медицинского университета им. С.И.Георгиевского Анатолий Кубышкин считает, что отечественным авторам и потребителям инноваций нужно перенимать западные схемы сотрудничества.
— Мир уже давно перешел на механизм, в котором не исследователь предлагает что-то для внедрения, а наоборот. Наш изобретатель разработает технологию, а потом годами ищет партнера-инвестора. На Западе в большинстве случаев задание исходит от компании. Благодаря такой схеме автор изобретения делает свою работу, и она сразу же находит применение. Сегодня у нас нет заказчиков, потому что наука работает в своем направлении, а производство — в своем. Ведь есть готовые технологии, их проще купить и не морочить голову всякими инновационными разработками…
Впрочем, невзирая на «мелкие» трудности, украинская наука продолжает творить инновационные шедевры, способные удивлять мир.
«Зрячие» кристаллы
Кафедра экспериментальной физики ТНУ может похвалиться удивительным магнитооптическим кристаллом, способным преобразовывать магнитное поле в оптическую картинку. На основе «зрячего» кристалла создано несколько интересных приборов, которые могут быть полезными, например, криминалистам. Самый простой и компактный из них — визуализатор магнитной защиты ценных бумаг и денежных знаков.
— Как известно, сегодня широко распространены подделки высокого уровня, так называемые супердоллары, в которых воспроизведены все типы защиты банкнот, включая качество бумаги, водяной знак, люминесценцию и магнитную защиту, — поясняет доцент кафедры Виктор Вишневский. — Однако, судя по современным справочникам фальшивых банкнот, только у магнитной защиты не существует качественной подделки: воспроизвести магнитный рисунок практически невозможно. Все, на что обычно способны фальшивомонетчики, — это втирание магнитного порошка в ту область банкноты, где находится номер и серия. Стандартный банковский аппарат, оснащенный магнитной головкой, такую купюру пропустит, не выявив имитации. Тогда за дело берется визуализатор: он позволяет увидеть магнитную карту и сравнить ее с оригиналом. На этом же принципе основан прибор, при помощи которого криминалисты устанавливают, на каком именно устройстве сделана запись информации.
Еще один прибор уже используют сегодня полицейские многих иностранных держав. Всего за пять минут он позволяет выявить перебитые номера на угнанных машинах. Даже если номер двигателя спилен фрезой, а затем пуансоном выбит новый, полицейские все равно смогут прочитать старый номер. Дело в том, что после механического воздействия кристаллическая структура металла меняется вглубь, поэтому остаются видимые кристаллу следы.
Другой аппарат поможет обнаружить (в буквальном смысле — увидеть) любые скрытые дефекты металла. Очень актуально это устройство для авиакосмической промышленности. Иным способом выявить усталость металла или дефекты клепаных соединений фюзеляжа самолета довольно сложно, этому мешает, например, лакокрасочное покрытие.
— Украинские авиазаводы нуждаются в таком приборе, — говорит Виктор Вишневский. — Нужен прямой контакт между производителями и нами, но, насколько мы знаем, на деле это оказывается не так-то просто…
В перспективе еще одна интересная тема. «Зрячий» кристалл может использоваться для создания так называемых атомных ловушек и, по сути, манипулирования атомами. Оказалось, что в условиях обычной лаборатории при помощи лазерного луча можно охладить практически до абсолютного нуля атомы некоторых металлов, таких, например, как рубидий — мягкий легкоплавкий щелочной металл серебристо-белого цвета. За это открытие несколько лет назад группа американских ученых получила Нобелевскую премию. Когда атомы в буквальном смысле остановлены лазерным лучом, возникает задача за что-то их «зацепить», зафиксировать в пространстве. Для этого используют так называемые магнитооптические ловушки — создается локальная область магнитного поля, где накапливаются атомы. Если лазерным лучом определенной длины волны записать на кристаллике дорожку, то вдоль нее можно перемещать эти атомы туда, куда нам нужно.
— Некоторое время считалось, что манипуляция атомами невозможна, — комментирует Виктор Вишневский. — Но сегодня это открытие моделирует то, что ждет нас лет через десять. Это атомные процессоры, которые будут использовать в квантовых компьютерах. Появится новая структура, новая технология памяти. Плотность записи в ней значительно возрастет — в тысячи раз. Наши кристаллы апробированы в Хельсинки финскими учеными, у которых есть экспериментальная установка для манипуляции атомами. Они остались довольны результатами.
Стволовые клетки — под контроль
Современная медицина все чаще использует стволовые клетки, однако в этой области по-прежнему остается много непонятного. Например, каким образом изменятся ткани и как после внедрения стволовых клеток в тот или иной орган пойдет их дальнейшее развитие. Ученые Крымского государственного медуниверситета им. С.И.Георгиевского решили внести ясность в этот вопрос и создали тест-систему, позволяющую оценить развитие ткани человека при различных воздействиях.
— Мы считаем, что наша тест-система послужит теоретическим и экспериментальным обоснованием для дальнейшего использования стволовых клеток в клинических условиях. Ведь исследования в регенеративной медицине уже не остановить, они будут развиваться. А значит, нужен правильный контроль, — говорит проректор университета Анатолий Кубышкин.
Работящий Robotino
Несколько своих разработок гостям фестиваля предложил Севастопольский национальный технический университет. Среди них самым подвижным и интересным для фестивальной публики стал робот Robotino, сконструированный силами университета и собранный севастопольской корпорацией FESTO.
— Мобильный робототехнический комплекс Robotino — это, по сути, платформа, на которую можно установить любой исполнительный механизм, электронный прибор, — рассказывает инженер университета Эльдар Волканов. — Его грузоподъемность — до 20 килограммов, поэтому на промышленных предприятиях он может выполнять транспортную функцию — переносить заготовки элементов конструкций с одной позиции на другую. К роботу также можно подключить любое офисное оборудование — сканер, принтер, и он будет развозить распечатки по офису.
Robotino — порождение теории автоматизированного склада, согласно которой производственным помещением, напичканным различными транспортными системами и автоматизированными механизмами, управляет один человек. Севастопольский робот способен различать цвета и всю эту «пеструю» информацию обрабатывать в управляющей программе. Умение видеть помогает ему при выполнении команд человека, которые он получает через wi-fi либо по локальной сети. К примеру, оператор дает задание забрать ящик в зеленом секторе. Robotino посмотрел вокруг единственным глазом своей веб-камеры, увидел вход и едет к нему, забирает груз и везет на новое место. Железный «разнорабочий» питается двумя литий-полимерными аккумуляторами емкостью 5 ампер-час каждый и соединенными последовательно. Вся система дает около 24 вольт, и на таких «калориях» робот сможет активно передвигаться 2—3 часа.
Еще один механизм, разработанный специалистами университета, используется на газонефтеперегонах. Автоматическая дистанционная задвижка безопаснее любых аналогичных устройств, так как использует пневматический привод. Это оборудование уже эксплуатирует ГАО «Черноморнефтегаз».
Все же, несмотря на единичные примеры собственных роботов, в Украине автоматизация производства движется очень плохо.
— Не из-за того, что мы не можем это развивать, а потому что не хватает средств, ведь роботостроение — дело не из дешевых. Наверное, никто не видит реальной нужды в том, чтобы автоматизировать свое производство. Кроме того, купить робота — это одно, надо же еще обновить все остальное: со старыми станками он общего языка не найдет, — резюмирует Э.Волканов.
Нефть из покрышек
Промышленную установку для добычи нефтепродуктов из старых изношенных покрышек создали доцент кафедры общей химии ТНУ Константин Работягов и Андрей Тихонов. Уникальность реактора по переработке утильрезины в том, что он использует температуру на триста градусов ниже, чем у аналогов, а потому установка практически не имеет вредного «выхлопа». Влияние на окружающую среду соответствует евростандартам, а значит, такой завод можно строить даже в Европейском Союзе.
Принцип работы реактора прост: разрезанные покрышки загружаются в реактор, и там при температуре не выше 450оС резина разлагается на несколько ценных фракций вторичного сырья. Около 8 месяцев в поселке ГРЭС г. Симферополя круглосуточно работал опытный образец установки мощностью одна тонна изношенных покрышек в сутки, из которой исследователи получали примерно 100 кг металлокорда. Причем это не простой лом, а легированная сталь. Производители металлопроката покупают его по цене 4 грн за кг, а строительные фирмы берут его в качестве вязальной проволоки.
Еще один ценный продукт переработки резины — технический углерод. В виде гранул размером с сушеный фундук он может использоваться как сорбент, поскольку хорошо поглощает с поверхности воды разлитую нефть. Килограмм сорбента впитывает примерно 250 г нефтепродуктов, при этом гранулы сохраняют свою плавучесть. Можно рассыпать их на загрязненном участке моря, затем собрать тралом и снова пустить на переработку, чтобы извлечь нефть. Если же сорбент перемолоть, получится пигмент черного цвета, который добавляют в масляные краски и нитроэмали.
Но самый ходовой и ценный продукт переработки старой автомобильной «обуви» — это нефть. Ученые даже «поили» резиновой соляркой дизельный трактор, и тот остался доволен. Из тонны покрышек авторы добывали 400 кг нефти. Выходящие из реактора газы имеют температуру порядка 300оС, поэтому если установить тепловой конвектор, можно в течение года обеспечивать теплой водой девятиэтажный дом.
Разработчики пытались найти инвестора в течение года, однако работу на опытной установке пришлось прекратить, поскольку для дальнейшей деятельности в рамках закона нужно получить множество разрешительных бумаг. По подсчетам авторов, только на согласование проекта со всеми основными инстанциями нужно порядка 200 тыс. евро. Заказ «Оценки воздействия на окружающую среду» заберет еще 10% от миллиона евро общей стоимости проекта. Однако, несмотря на высокую цену, при самых неблагоприятных условиях завод обещает окупиться за два года.
Как ни печально, но крымские Кулибины после долгих скитаний по местным кабинетам нашли понимание… у чиновников Республики Беларусь. Один из авторов, Андрей Тихонов, вскоре переезжает к нашим соседям на ПМЖ и будет там заниматься внедрением своих технологий.
Изобретатель кирпича
Проректор по научно-исследовательской работе Национальной академии природоохранного и курортного строительства кандидат технических наук Николай Владимирович Любомирский изобрел технологию производства композитных карбонизированных изделий. А попросту говоря, новый способ изготовления облицовочного кирпича. Для этого берут отходы камнепиления (ракушняка), смешивают их с гидрантной известью-пушонкой и отформованную массу помещают в поток углекислого газа, что приводит к быстрому затвердению готового кирпича. Как известно, отходов известняка в Крыму очень много, и на его утилизацию нужны значительные средства. Вместе с тем благодаря этой технологии отходы известковых карьеров стали бы основным сырьевым материалом, а старые отвалы — новыми техногенными карьерами.
Подкупает себестоимость кирпича — всего 41 копейка. Рыночная цена аналогичного изделия — около 4,5 грн.
«Топливо» из алюминия
Еще одну инновацию, призванную «напоить» нашу автомобильную цивилизацию дешевым и, главное, возобновляемым источником энергии, предложил кандидат геолого-минералогических наук Геннадий Подзноев (Крымский инженерно-педагогический университет). Проект под названием «Газотурбинная установка автотранспортного средства» предлагает вместо углеводородного топлива использовать гидрид алюминия. Для этого автомобиль оснащают гидролизным генератором водорода. В нем гидрид алюминия соединяется с циркулирующей водой и в результате образуется пароводородная смесь, которая затем вместо воздуха подается в рабочий цилиндр двигателя. При этом запасы матричного энергоносителя (алюминия) не нужно постоянно пополнять, поскольку он циркулирует в системе «двигатель—технологический комплекс—двигатель».
Интересно, что отработанный водяной пар после вывода из рабочего цилиндра поступает на паротурбинную установку, где производит электроэнергию. Автор проекта предлагает использовать ее для электропривода ходовой части.
