Инновации и проекты

Развитие производства наноразмерной ядерной эмульсии; разработка и создание измерительной аппаратуры для мюонного радиографического анализа

Проект запущен в опытное производство

Ядерная эмульсия широко используется в экспериментах по физике частиц на протяжении уже многих десятилетий, особенно в ядерной физике как детектор для регистрации атомных и субатомных частиц, поскольку она обладает достаточно высоким пространственным разрешением для идентификации их траекторий даже при большой плотности треков. Ни один из применяемых сейчас детекторов элементарных частиц не может обеспечить пространственное разрешение, которое, в частности, дает ядерная эмульсия: при размере зерна 0,3 – 1 мкм, отклонение зерен от восстановленной траектории движения частицы в среднем не превышает 0,8 мкм, а при определенных условиях может быть уменьшено до 0,2 мкм.

Объем знаний, накопленный в ядерной физике и физике космических лучей за последние десятилетия позволяет рассчитывать как на использование наноразмерной ЯЭ для целей научных исследований, так и на внедрение в хозяйственную практику совершенно нового метода контроля материалов и процессов - мюонной радиографии. Мюонная радиография (МР) — метод зондирования материалов, который заключается в регистрации рассеивания или поглощения пучка мюонов при прохождении через вещество изучаемого объекта.

Преимущества мюонной радиографии:

Высокая проникающая способность.

Отсутствие необходимости создавать искусственные источники излучения.

Высокое разрешение и трехмерная картинка.

Производство наноразмерной ЯЭ различных сортов позволит развить методику МР по изучению вулканических пород и в перспективе апробировать метод зондирования промышленных объектов (например, доменных печей сталелитейных комбинатов и опор мостовых конструкций).

Уникальность проекта состоит в том, что в отличие от рентгеноскопии, которая не различает материалов, показывая только их относительную плотность, мюонная радиография способна дать существенно большую информацию о процессах, которые происходят в исследуемом объекте.
В отличие от рентгеноскопии, которая для создания изображения плотных объектов костей или скрытого металла - требует малых доз искусственной радиации, применение метода МР не требует создания источника излучения. Весьма существенной областью приложения метода МР может быть контроль за оборотом ядерных материалов, неразрушающий контроль состояния VIP-объектов.

Актуальность проекта продиктована высокой эффективностью внедрения нанотехнологий в методику мюонной радиографии, в частности для измерений и контроля за процессами амортизации промышленных и строительных конструкций и необходимостью создания соответствующей научно-производственной базы. Предлагаемый проект нацелен на решение широкого круга фундаментальных и прикладных задач посредством разработки и использования твердотельных трековых детекторов (ТТД) с высокой разрешающей способностью.

Прецизионная сканирующая установка может использоваться в научных, учебных и технических целях высокотехнологичными компаниями, использующими соответствующую технику и программное обеспечение для обработки изображений. Сканирующий комплекс может быть использован исполнителем и другими научными центрами для проведения исследований с применением трековых детекторов. Это медицинские учреждения, физические эксперименты. Для производства опытных партий наноразмерной ядерной эмульсий установлен комплекс, который позволяет получать небольшие партии наноразмерной ядерной эмульсии до 1 кг.

 

Производство расходных материалов для офисной техники и полиграфии с использованием нанотехнологий и наноматериалов

Проект на согласовании с РОСНАНО

Проект подразумевает создание производства расходных материалов для офисной техники и полиграфии с использованием нанотехнологий и наноматериалов, в том числе для лазерных принтеров и копиров (включая цветные и цифровые).

Реализация проекта позволяет создать технологическую и производственную основу отечественного производства высококачественных фоторецепторов и основных компонентов - фотопроводников и спецдобавок, а впоследствии – обеспечить создание промышленного производства фоторецепторов. В перспективе, экономически эффективным ожидается поставка фоторецепторов и картриджей (новых или реставрированных) за рубеж, где цены на такую продукцию существенно выше, чем в России и странах СНГ.

Основной целью данного проекта является импортозамещение поставок указанного товара, при одновременном улучшении характеристик фоторецепторов. По проекту фоторецепторы будут обеспечивать 4-8 заправок тонером (современные импортные фоторецепторы обеспечивают 2 заправки). Данная тиражестойкость будет достигнута за счет использования наноразмерных фотопроводников и светочувствительных пигментов, а также использования в составе транспортного и защитных слоев наноразмерных функциональных добавок (наполнителей), что приведет к увеличению их твердости и прочности и снижению коэффициента трения транспортного и защитного слоев.

Использование наноразмерных фотопроводников и светочувствительных пигментов обеспечивают улучшение разрешающей способности фоторецепторов за счет снижения светорассеяния в фотогенерационном и транспортном слоях, а также приводят к улучшению характеристик тонеров, в т.ч. уменьшение полидисперсности порошков тонеров, стабилизация трибоэлектрических свойств тонеров, их поверхностного заряда во время хранения и работы.

Предмет разработки в части органических фоторецепторов - основные функциональные слои ЭФГ материалов - зарядо-генерационный, зарядо-транспортный и защитный, состоящие из полимерных связующих, а также фотопроводников, наполнителей и аддитивов в нанодисперсном и/или молекулярно-диспергированном виде.

Предмет разработки в части тонеров - состав, строение и технология производства сополимерных связующих, за счет сочетания в составе сополимера двух или более блоков различного химического строения, с различными температурами стеклования, что позволяет создать сополимеры, обладающие заданной двухмодовой термомеханической кривой, а также состав и технология производства нанодисперсных функциональных добавок с регулируемыми поверхностными свойствами.

Предмет разработки по части картриджей - конструкция картриджей, способы и оборудование для производства их деталей, а также способы и оборудование для контроля качества собранных картриджей и качества получаемых отпечатков.

Импорт расходных материалов в РФ составляет 100%, 50% из которых - китайского производства. По самым скромным оценкам, объем рынка расходных материалов в России составляет около 1 млрд. долл., включая не только продажи, но и услуги по заправке картриджей.

 

Производство полиуретановых шин (совместный проект с НИИШП)

Проект запущен в опытное производство

Современные шины являются отражением новейших мировых производственных технологий. В последние десятилетия требования к экологичности производства и эксплуатации шин стали повышенными. Много лет научно исследовательский институт шинной промышленности (ОАО “НИИ Шинной промышленности” город Москва, ул. Буракова, д.27) занимался разработкой принципиально новых шин, создав экологически чистые олигомерные шины.

В современных шинах наполнителем каучука является сажа (технический углерод), т.е. один из сильнейших канцерогенов. Во время эксплуатации шины протектор, стираясь, выбрасывает в воздух мелкодисперсную резиновую пыль, опасный для здоровья человека канцероген.

В составе олигомерных полиуретановых шин:

отсутствуют сажа, являющаяся канцерогеном;

отсутствуют ароматические масла, вызывающие аллергические реакции;

есть возможность полной переработки, переплавленные отработанные шины станут материалом для создания нового комплекта;

решение одной из проблем экологической безопасности путем полной утилизации. Автолюбители будут заинтересованы сдавать отработанные комплекты, и купить новые с существенной скидкой.

Неблагоприятные экологические последствия, возникающие в течение жизненного цикла обычных шин, распределяются следующим образом:

75,2% - расход результат сгорания моторного топлива за время эксплуатации;

10,8% - резиновая крошка, выделяющаяся в окружающую среду;

11,7% - производство сырья и шин;

2,0% - вывод из эксплуатации;

0,3% - транспортные перевозки.

При использовании полиуретановых шин экологическая безопасность увеличивается на 32,5%:

экономится 8% топлива;

отсутствует резиновая крошка при стирании протектора;

отсутствуют выбросы при производстве;

отсутствуют проблемы утилизации.

В силу особых свойств олигомеров, отсутствует проблема увода автомобиля при разрыве шины, улучшается состояние и срок службы дорог.

Преимущества полиуретановой шины перед традиционной:

снижение потребления горючего на 8%

масса шины меньше на 15-20%

износостойкость выше на 40-50% в связи с меньшей массой

сопротивление качению выше на 30%

в 3 раза снижена энергоемкость производства

трудоемкость в 1,5 раза

в 2-3 раза сокращены производственные площади.

Все испытания проводятся в испытательно-сертификационном центре НИИШП на стендах фирмы “Хазбах”(Германия).

Если автомобильная промышленность перейдет на эти шины, то мы избавим атмосферу от канцерогенной пыли.

 

Производство металлического плазменного наносеребра

Серебро с древних времен известно как средство борьбы с микробами. Современные нанотехнологии позволяют по-новому рассмотреть его роль в борьбе с бактериями и вирусами.

Наносеребро обладает вируцидным действием, т.е. способно быстро убивать вирусы. Это действие продемонстрировано в отношении вирусов полиомиелита, гриппа А1 и некоторых аденовирусов. Можно с уверенностью предположить аналогичную активность по отношению к вирусам «свиного» гриппа Н1N1.

Разработана технология масштабного получения плазменного наносеребра в растворе (размер частиц 2-5 нм). Полученное плазменное наносеребро может быть включено в различные полимеры, пленки, изделия из латекса. Раствором можно пропитывать влажные салфетки, перевязочные материалы. Возможно его напыление на различные поверхности, которые должны длительное время оставаться свободными от бактерий.

Результирующий коллоидный раствор («нанокластеры серебра») может быть использован для пропитки пористых материалов и для нанесения на твердые поверхности. В качестве исходных изделий могут использоваться тканые и нетканые материалы, полимерные пленки, латексные поверхности.

Суть технологии: в чистой воде частыми короткими электрическими импульсами «зажигается» плазменный разряд между двумя серебряными металлическими электродами. В результате наночастицы серебра переходят в раствор в абсолютно чистом виде. Получаемый раствор содержит только чистое наносеребро и воду – никаких других примесей и загрязнений!!! Производительность лабораторной установки – 3 л/час, малой промышленной установки – 30-50 л/час.