Донецкие ученые создали технологию и разработали проект производства имплантов из нанотитана. Теперь слово за государством
![](https://eutg.xyz/wp-content/uploads/2011/12/3864.jpg)
Разработки ученых Донецкого физико-технического института НАН Украины, относящиеся к сфере высоких технологий и представленные на прошедшем недавно в Донецке инвестиционном саммите DID-2011, явно выходят за рамки традиционных проектов. Один из них — «Создание технологии получения нанотитана и производство имплантов из него в Донецком регионе» — сегодня находится на рассмотрении в Кабмине. Для его реализации необходимо 230 млн грн.
Собственно говоря, благодаря специализации института темой наноматериалов донецкие ученые занимаются уже около десяти лет. Донецкий физико-технический институт, основанный в 1965 году, был головным научным учреждением на территории бывшего СССР по проблеме гидроэкструзии. Основное направление деятельности — исследования в области физики твердого тела в экстремальных условиях, а именно низких температур, высоких давлений, сильных магнитных полей. И второе направление — разработка новых технологий для получения конструкционных и функциональных материалов с улучшенными характеристиками.
Сегодня ДонФТИ является самым большим академическим институтом в Донецком регионе и одним из крупнейших в системе НАН Украины. Его многочисленный мощный коллектив занимается исследованиями и разработкой технологий в области высоких давлений. В институте работает около 500 человек, более 100 кандидатов и 30 докторов наук. И, что крайне редко в современных реалиях, треть научного состава — ученые в возрасте до 35 лет.
В рейтинге учреждений НАН Украины (а их более ста) Донецкий физико-технический институт занимает 12-е место.
Почему нанотитан?
Как рассказал «УТГ» главный научный сотрудник ДонФТИ, доктор технических наук, профессор Ян Бейгельзимер, специалист в области интенсивной пластической деформации, занимающийся проблемами получения наноструктурного титана, этот металл был одним из первых, с которым начали работать донецкие ученые.
— Получение такого материала стало возможным с развитием процессов интенсивной пластической деформации, в частности винтовой экструзии — деформационной обработки материалов, — пояснил Бейгельзимер. — Его свойства довольно сильно отличаются от свойств таких же материалов, но не наноструктурных. Если говорить о титане, то обычный и наноструктурный по своей прочности разнятся примерно в три раза.
Повышенная прочность нанотитана имеет особую практическую ценность, поскольку именно титан благодаря своей идеальной биосовместимости является подходящим материалом для имплантов. Он не отторгается тканями организма, поэтому из него изготавливают штифты для зубов, пластинки и шурупы, применяемые в травматологии. Их вводят в человеческое тело, где они находятся на протяжении всей жизни человека. Поэтому так важны биосовместимость и повышенные прочностные характеристики, которые дает титану новая технология производства.
Кроме медицины, нанотитан используется в суперсовременных отраслях машиностроения, таких как авиастроение и космическая подотрасль.
— Интерес к нанотитану особенно проявляют в странах с развитой экономикой, — говорит профессор Виктор Белошенко, заместитель директора Донецкого физико-технического института, подчеркивая, что перспективность применения этого материала обусловлена его особыми свойствами — легкостью, прочностью, стойкостью к агрессивной среде.
Сегодня нанотитан начинают использовать одновременно в разных странах. И, как небезосновательно отмечают ученые, Донецкий физико-технический институт в этом вопросе находится на передовых позициях, потому что здесь этот материал может быть получен в таких же количествах, как, например, в России.
— Самая мощная лаборатория по получению нанотитана сегодня находится в России. Продают его в США и Чехию, где есть компании, приступающие к производству из него пробных имплантов. Мы тоже можем создать аналогичное по масштабам производство, а единичные экземпляры изготавливаем уже давно, — уточнил Ян Бейгельзимер.
Техпроцесс
Украинская технология производства нанотитана прошла успешную апробацию в лабораторных условиях на небольших образцах. Сырье для этого процесса — так называемую титановую губку — ученые Донецкого физико-технического института на данном этапе берут на Запорожском титано-магниевом комбинате. Затем делают переплав на базе лаборатории Донецкого национального технического университета с использованием собственного ноу-хау. Традиционно для переплава губку просто компактируют – загружают в контейнер, сжимают, формируют несколько плотных столбиков, сваривают между собой и получают электрод. Затем нагревают, электрод плавится под шлаком, и получается чистый титан.
— Мы попытались изменить эту технологию на первом этапе — не делать столбики поодиночке, чтобы потом сваривать их. С помощью винтовой экструзии мы сразу получаем весь плотный столб, — поясняет профессор Бейгельзимер.
Если же вести речь о применении этой технологии в масштабах промышленного производства, то необходимо дорогостоящее оборудование, которое сейчас используют в машиностроении.
— Винтовая экструзия — это не горячая экструзия, когда вокруг дымно и грязно, а чистый процесс с использованием матрицы определенной формы и нашего ноу-хау, — подчеркивает Ян Бейгельзимер.
По его словам, у донецких ученых также есть опыт применения новой технологии в заводских условиях — в ОАО «Мотор Сич», где с ее помощью был произведен наноматериал для лопаток авиационных турбин, повышающий их циклическую прочность.
Проект ждет реализации
По словам Дмитрия Варюхина, начальника отдела трансфера технологий Донецкого физико-технического института, в реализации этого проекта предполагается два варианта развития событий. Если вести речь о создании производства средних масштабов, то оно может разместиться непосредственно на территории института — здесь есть необходимые площади. Если будет принято решение о создании более крупного предприятия, возможен вариант строительства отдельного здания.
— Все будет зависеть от выделенной суммы денег, — отмечает Д.Варюхин.
В настоящее время проект находится на рассмотрении в Кабмине по представлению Донецкого облсовета.
— На данной стадии проекта предусматривается государственно-частное партнерство, — говорит Дмитрий Варюхин. — Но, к сожалению, на сегодня нет алгоритма работы государства с частным бизнесом в области инноваций, поэтому, вероятнее всего, это будет государственное финансирование.
Хотя надо сказать, что и частные, украинские и зарубежные, компании уже сегодня проявляют интерес к инвестированию в высокотехнологичный проект стоимостью 230 млн грн.
Все остальные параметры проекта потребуют уточнения в ходе реализации. К примеру, объемы производства будут определяться маркетинговыми исследованиями — в зависимости от потребностей рынка.
— Это новые материалы, и не исключено, что рынок нужно будет формировать, — уточнил Д. Варюхин.
Что касается сырья, то, как выяснилось, с этим проблем нет.
— Сырье у нас есть на Запорожском титано-магниевом комбинате, выпускающем титановую губку, — отметил Виктор Белошенко. — А чистый титан мы берем в лаборатории электрошлакового переплава Донецкого национального технического университета. Его качество не хуже, чем у произведенного американскими лабораториями.
Кстати, ДонНТУ также является партнером по этому проекту.
Что ж, донецкие ученые сказали свое веское слово в создании современных технологий мирового уровня. Теперь дело — за государством.
Справка «УТГ»
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, цель которой — создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм.