Совместно с rupec.ru №2 (45) 2018 НЕФТЕХИМИЯ...

НЕФТЕХИМИЯ РФСовместно с rupec.ru №2 (45) 2018

Нефтехимия помогает медицине уже не первое десятилетие. Однако перспективные синтетические материалы обещают здравоохранению настоящую революцию

Живое неживое

просто о сложном

Рекл

ам

а

о т р е д а к ц и и

Оправданный риск

Никто точно не знает, когда именно была проведена первая в мире операция по из-

влечению катаракты. Чаще всего можно услышать, что это произо-шло в середине XVIII века, а лавры первопроходца принад-лежат французскому хирургу Жаку Давиелю. По современным представлениям он действовал более чем рискованно: во время процедуры использовались самые обычные инструменты, и все зависело только от точности врача. После операции пациенту (им стал смиренный монах-от-шельник) на глаз наложили хлопковую повязку, смоченную в разбавленном водой вине, а потом оставили на неделю в тем-ноте. Впрочем, все завершилось благополучно.

Однако точно известно, когда стали менять натуральный, но помутневший в результате за-болевания хрусталик на синтети-ческий аналог. Первым это начал делать выдающийся английский врач Гарольд Ридли, получив-ший за свои достижения рыцар-ское звание. Во время Второй мировой войны он обследовал раненых пилотов и обратил вни-мание, что осколки акриловой пластмассы, из которой изготав-ливали остекление кабин само-летов, не вызывали аномальных реакций при попадании в ткани глаза. Тогда ему пришла в голову мысль о создании искусственно-го хрусталика.

В 1949 году Гарольдом Ридли впервые была имплантирова-

на пациенту интраокулярная линза, сделанная из плексигласа. Многим этот опыт показался столь же рискованным, как и эксперименты Давиеля его современникам. Гарольд Рид-ли упорно продолжал работу, совершенствуя свою технику и подбирая наилучшие варианты создания линз, но лишь десяти-летия спустя он получил между-народную поддержку. А в 1990-х годах в больнице Святого Томаса, где когда-то доктор работал, ему самому была проведена опера-ция по установке искусственного хрусталика. Всей своей жизнью он доказал, что в свое время не рисковал, а действовал более чем взвешенно, ведь в результате Ридли открыл новую страницу в истории мировой офтальмоло-гии.

За прошедшие годы линзы, да и способ их имплантации, сильно изменились. Но как и более чем полвека назад, миниа-тюрные изделия, позволяющие вернуть утраченное из-за болез-ни зрение, делают из синтети-ческих материалов. И это лишь один из примеров, как «нежи-вое» помогает возродить «жи-вое». Протезы, искусственные сосуды, продвинутые инструмен-ты диагностики и даже «футля-ры» для доставляемых точно по адресу лекарств наноразмера – список возможного применения новых материалов может быть очень долгим. Основные направ-ления развития современной медицины – центральная тема этого номера.

Тема номерамедицинаЖивое неживоеСинтетические материалы будущего на службе здравоохранения

взгляд в будущееКакой будетмедициначерез полвека?Ключевые тренды и перспективные разработки

инфографикаСкорую вызывали?Сколько продуктов нефтехимии в инструментах врачей?

ТеориямасТерсТвоДуэльинтеллектовУченые организовали собственный баттл

экологияВосстаниеиз мусораЧерепица из вторсырья как пример эффективного использования отходов

панорама Обзор зарубежных разработок

2

Тренды4

6

12

16

18

22

26

3

111116, г. Москва, ул. Энергетическая, д. 16, к. 2, эт. 1, пом. 67, комн. 1. [email protected] | www.vashagazeta.com

Генеральный директор: Владимир Змеющенко | Шеф-редактор: Евгений Пересыпкин Ответственный редактор: Вилорика Иванова Дизайнер: Татьяна КалининаБильд-редактор: Евгений Краснов, Татьяна Ефимова | Цветокорректор: Александр КиселевДиректор по производству: Олег Мерочкин

По вопросам размещения рекламы обращаться по телефонам: +7 (495) 988-18-06, +7 (495) 988-18-07 | Коммерческая служба: Валерий Дегтярев ([email protected])Фото: «Лори», East news, Getty images, ТАСС, Alamy, AFP, МИА «Россия сегодня»,ShutterStockОтпечатано в типографии «ЮнионПринт», 603022, г. Нижний Новгород, ул. Окский Съезд, д. 2. Тираж 2 000 экземпляров

Дизайн и верстка

Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-39262 от 24.03.2010 г.

Все права на оригинальные материалы, опубликованные в номере, принадлежат журналу «Нефтехимия Российской Федерации». При использовании материалов ссылка на журнал «Нефтехимия Российской Федерации» обязательна. Мнения авторов журнала могут не совпадать с мнением редакции.Совместный проект Российского союза химиков и компании «СИБУР».

Над номером работали Редактор: Евгений Пересыпкин Авторы: Мария Богородская, Александр Буланов, Екатерина Козлова, Наталья Смирнова, Варвара ФуфаеваАвтор обложки: Артем Минеев

НефтехимиЯ рф№2 (45) май 2018 год

30

34

40

48

ПрактикаэффективностьБоец сржавчинойУникальное покрытие обещает защитить любые металлические объекты от коррозии

интервьюТанк из пластикаДмитрий Купрюнин, генеральный директор НИИ стали, о том, как полимеры превратились в один из главных материалов ВПК

технологииГости избудущегоНефтехимия стала новым направлением Международного инженерного чемпионата CASE-IN

тайм-аутвещиМатрасывремениПочему кровать оказалась тем местом, где искусственное лучше натурального

Пластмассовая жизньИ в водене тонетКак пластиковые трубы вездеходу помогли

карта международных новостей

44

46

Тренды Новости

44

«Футляр» для военного робота

Стекла для электробуса

Минобороны РФ начало системные закупки современных образцов полимерной тары для вооружения и боеприпасов, пишет военное информационное агентство

Mil.Press со ссылкой на свои источники в оборон-но-промышленном комплексе. В рамках одного из кон-

трактов по гособоронзаказу к ноябрю 2018 года ведом-ство получит 125 тыс. полимерных ящиков для танковых

и минометных боеприпасов общей стоимостью свыше 950 млн руб.

Деревянные ящики еще надолго останутся в армии – в некоторых случаях им просто нет альтернативы, например, когда надо уничтожить тару сразу после транспортировки. С другой стороны, по прошествии 5–10 лет деревянным ящикам нужны спецобработка и определенный уход, в котором пластик не нуждается. Контейне-ры из новых материалов более всего подходят для

транспортировки сложной оптики, военных робо-тов. Также их лучше использовать для длительного

хранения боеприпасов и взрывчатых веществ, зна-чит, закупок тары нового поколения станет больше,

пояснили опрошенные агентством эксперты.

Холдинг «РТ-Химкомпозит», входящий в госкорпорацию «Ростех», представил новый материал, созданный на основе монолитного поликарбоната, – композит HetGenMLPC. Он будет использо-ваться для остекления московских электробусов. К концу 2019 года в столице будут курсировать около 600 таких машин. Созданием электробусов занимается автозавод «КамАЗ».

По сообщению разработчиков, стекла, изготовленные с использованием нового композита, вдвое

прочнее и легче зарубежных аналогов. Важ-ное свойство нового остекления – отсут-ствие осколков при динамическом ударе, что существенно повышает безопасность водителя и пассажиров. При этом стои-мость продукции в два раза ниже приме-няемого сегодня триплекса.

«В основе нового продукта – пере-довые разработки, используемые в ави-ации и военной технике, где предъявля-ются самые повышенные требования к прочностным характеристикам изде-лий», – прокомментировал индустри-альный директор кластера вооружений «Ростеха» Сергей Абрамов.

5

«Мусорные» кластеры

Лапа из пластика

В 2019 году в России могут появиться экотехнопарки, в которых бу-дут сортировать и перерабатывать отходы, а также создавать но-вые товары из вторичных ресурсов. Чтобы стимулировать бизнес входить в такие кластеры и строить новые заводы, государство

предоставит субсидии на процентные ставки по кредитам, а также ком-пенсирует часть прямых затрат на строительство, сообщают «Известия» со ссылкой на подготовленный Минпромторгом проект поправок в закон «О промышленной политике».

Точный размер субсидий еще предстоит рассчитать. Ведомство ориентируется на мировой опыт. Во многих странах государство готово покрывать до 30% от капзатрат и до 50% от размера кредитных ставок. Льготы коснутся только прямой переработки отходов, их не распростра-нят на мусоросжигающие заводы.

«Мусорные» кластеры существуют, к примеру, в Японии. Это значи-тельно повысило вовлекаемость отходов в переработку и снизило процент захораниваемого мусора практически до минимума. В России решение о месте размещения технопарка примут власти регионов на основе заявок от потенциальных инвесторов. Вероятно, они будут располагаться макси-мально близко к потенциальным потребителям вторресурсов – заводам – производителям тары и упаковки из пластика, изделий из резины.

НЕФТЕХИМИЯ РФ№2 (45) май 2018

К новосибирским разработчикам гибридных беспилотников из компании Optiplane обратился Центр реабилитации хищных птиц с просьбой придумать, как помочь сбитому автомобилем соколу. Птица потеряла одну из лап, травма грозила ей скорой гибелью из-за смещения внутренних органов.

К решению нестандартной задачи были привлечены специалисты санкт-петербург-ской инжиниринговой компании CML AT и новосибирского производителя медицинских эндопротезов «3D-БимИмплант». Новая лапа для птицы была напечатана из пластика на 3D-принтере.

В конструкторском бюро Optiplane произвели необходимые обмеры и съемку, а CML AT и «3D-БимИмплант» спроектировали и изготовили индивидуальный протез с учетом анатомиче-ских особенностей строения скелета сокола. По словам волонтера Центра реабилитации хищ-ных птиц Дарьи Зиминой, пернатый пациент чувствует себя хорошо и постепенно привыка-ет жить с протезом.

Н абережную стадио-на «Казань Арена» (он примет шесть матчей чемпиона-

та мира по футболу – 2018) обустроят с помощью новых технологий. Для ее озелене-ния применяется «жидкий» газон.

Это специальная смесь для посева, состоящая из семян, мульчи, красителя из природ-ных элементов, закрепляю-щего материала, полимерного гидрогеля и удобрения. После распыления смесь высыхает за два-три часа, образуя корку. Под ней создаются благоприят-ные условия для прорастания семян.

Процедура пока еще непривычная для России, но специалисты «Казань Арены» уже отмечают ее технологиче-ские преимущества, такие как защищенность семян от вы-мывания из почвы и высыха-ния, возможность засеивания в труднодоступных местах, минимизация рабочей силы, долгий цикл жизни газона.

«Жидкий» газон

т е м а н о м е р а Медицина

6

Екатерина Козлова, Александр Буланов

Живое неЖивоеЧеловеческий организм – сложная биомашина. Но уровень развития современной медицины позволяет менять в ней износившиеся «шестеренки». Вернуть зрение, восстановить костную ткань, «перезапустить» сердце помогают синтетические материалы.

6


Наталья Филатова узнала о диагно-зе «катаракта», когда ей было

35 лет. Услышав об этом, она испытала шок: катарак-та ассоциируется с пожилым возрастом. Но, к сожалению, и такие случаи не редкость.

«В моей практике самому молодому пациенту с таким заболеванием было 23 года. У мужчины после травмы была диагностиро-вана катаракта», – расска-зал главный врач клиники «Частная офтальмология» Артем Коротков. Помогает только одно – вживление искусственного хрусталика.

Как говорит Наталья, настраивалась она долго, но в итоге все оказалось не так страшно. «Ничего хороше-го, конечно, болезнь есть болезнь. Но процесс даже увлек – как будто посмо-трела фильм о закатах и восходах на другой планете: менялись цвета, возникали оптические искажения, – с улыбкой рассказывает она. – А потом я увидела играющий всеми красками реальный мир».

Очки внутри глазДля многих людей зрение – удивительный дар. Сам факт того, что существует микрохирургия глаза, даже в XXI веке вызывает восхи-щение. Хотя свидетельства существования офтальмо-логии обнаружены еще в гробницах Древнего Египта.

Катаракта всегда была одним из самых распростра-ненных глазных заболе-ваний. Слово красивое: в переводе оно означает «брызги водопада». На этом положительные ассоциации заканчиваются. Катарак-та – помутнение хрусталика глаза, вызывающее различ-ные степени расстройства зрения вплоть до слепоты.

7

Искусственный хру-сталик – это миниатюрная (толщиной не более 1,5 мм) интраокулярная линза, которую изготавливают из акрила, силикона и других синтетических материалов. Ее устанавливают, делая разрез в глазном яблоке. Живой, но помутневший хрусталик удаляют.

«Материал должен об-ладать биосов местимостью, оптической прозрачностью, эластичностью, – говорит Александр Кондрашев-Лу-говской, директор экспе-риментально-технического производства – филиала ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика С.Н. Федоро-ва». – Офтальмохирургия развивается по пути мало-инвазивных операций, пред-полагающих минимальное вмешательство в живые тка-ни. Хрусталик должен быть «мягкий», чтобы его можно было имплантировать через разрез, скажем, в 2 мм, свернув в трубочку. Также интраокулярная линза

должна обладать хорошей памятью формы, потому что после помещения в так называемую капсулу хру-сталика она должна плавно развернуться и установиться в правильном положении».

Памятью формы линза обладает благодаря трех-мерной молекулярной структуре материала, из которого она изготовлена. Трехмерные пространствен-ные полимеры построены из соединенных между собой макромолекулярных цепей. В качестве «мости-ков», осуществляющих поперечную связь, могут выступать отдельные атомы или группы. Такие полиме-ры называют сетчатыми, или «сшитыми». Можно сказать, что весь объем по-лимера представляет собой одну макромолекулу.

Различный состав полимерных смесей по-зволяет получать большое количество свойств. Сложно пока представить на месте полимеров материалы другой природы, которые бы заменили их в составе

искусственного хру-сталика.

Искус-ственные хрусталики отличаются по диоптриям. Не зря их на-зывают «очки внутри глаз». Поскольку оптическая сила линзы зависит от радиусов кри-визны ее по-верхностей, полимерные материалы должны позволять применение тончайших технологи-ческих про-цессов для получения линз с такими точными ра-диусами кри-визны, чтобы задавать их оптическую силу с шагом в 0,5 диоптрий

7

т е м а н о м е р а М е д и ц и н а

8

«Полимерные ма-териалы имплантатов, заменяющих хрусталик, в подавляющем большинстве случаев не вызывают реак-ции тканей, и восстановле-ние идет быстро, – говорит Артем Коротков. – Пациент, о котором я рассказывал, – молодой человек, которому меняли хрусталик после травмы, уже через месяц по-сле операции смог вернуться к работе – сесть за руль, он водитель по профессии. Зре-

ние удалось восстановить на 100%».

Использование полимерных мицелл снижает токсичность препаратов

Точно в цельЧеловечество пользуется лекарствами с незапамятных времен. Наиболее древним свидетельством этому явля-ется перечень препаратов, составленный за 3,5 тыс. лет до нашей эры шумером Лю-Лю. С тех пор фармацевтика шагнула далеко вперед, но до недавнего времени пациен-там приходилось мириться с неизбежным спутником медикаментозного лечения – побочными действиями. Связано это с тем, что боль-шинство лекарств, попадая в кровь, влияют не только на пораженную область, но и на другие части организма, вмешиваясь в их работу.

Решить эту проблему может наномедицина. Это передовое научное направ-ление, в развитии которого заняты многие ведущие ученые. Один из них – Алек-

сандр Кабанов, основатель лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов» МГУ им. М.В. Ломоносова.

Его отец – академик Виктор Кабанов – был одним из мировых лидеров науки о полимерах. Причем зани-мался не только фундамен-тальными исследованиями, но и вопросами их практи-ческой реализации. Так, под его научным руководством в СССР была внедрена технология производства полипропиленовых пленоч-ных нитей с повышенными прочностными характери-стиками, и он принял личное участие в ликвидации последствий чернобыльской аварии, предложив эффек-тивную технологию подавле-ния радиоактивной пыли.

Александр Кабанов, выпускник кафедры химиче-ской энзимологии химфака МГУ, начал заниматься проб лемами доставки лекарств и наномедицины еще в СССР. В 1990-х он переехал работать в США, а спустя много лет благодаря правительственной програм-ме мегагрантов вернулся в Россию и открыл в МГУ ла-бораторию, занимающуюся

Руководитель лаборатории химического дизайна бионаноматериалов МГУ им. М.в. ломоносова Александр Кабанов

8 99


созданием новых технологий в области наномедицины.

«Безусловно, есть игол-ки, которыми можно ввести лекарство в определенную область тела человека, – го-ворит Александр Кабанов. – Но такое лечение нельзя назвать оптимальным, поскольку многие очаги за-болевания труднодоступные. Как поступать, например, с онкологией, когда злокаче-ственные клетки быстро и глубоко распространяются? Метастазирующий рак игол-кой не достать. Именно в решении таких задач может помочь наномедицина».

Развитие технологии адресной доставки лекарств началось в 1960-х. Отправ-ной точкой стала идея о том, что для попадания действу-ющего вещества в цель его нужно «упаковать» в «кон-тейнер» наноразмера (при-близительно 1:100 000 см). Подходящей «тарой» оказались липосомы – сфе-рические внутриклеточные «сумки», позволяющие поместить в себя лекарство и удерживающие его посред-ством липидной оболочки, похожей на внешний слой человеческих клеток. Такие «контейнеры» реже рас-познаются организмом как чужеродные и лучше прохо-дят через иммунную защиту. Как правило, в опухолях стенки сосудов «дырявые», поэтому нанолекарство быстро туда попадает и накапливается, достигая терапевтической дозы.

Однако с появлением липосомных «контейнеров» не решился другой вопрос, а именно гидрофобность (пло-хая растворимость) сложных лекарств, например пакли-таксела – противоопухолево-го препарата. Это вынуждает фармацевтов использовать значительные количества вредного для организма рас-

творителя. В итоге в таком противораковом средстве, как «Таксол», на 1 г пакли-таксела приходится более 100 г «балласта».

Ограничения помогают обойти полимерные мицел-лы. Основа для их созда-ния – блок-сополимеры, которые состоят из длинных цепочек, различающихся по растворимости. В водном растворе они сами собира-ются в наноразмерные частицы, имеющие гидрофобную внутреннюю часть (куда помещается лекарство) и гидро-фильную оболочку.

«При-менение адресной доставки лекарств с помо-щью полимер-ных мицелл снижает токсичность препаратов, а значит, позво-ляет увеличить концентрацию действующих веществ, – говорит Александр Кабанов. – Ученые стараются исполь-

зовать для медицинских за-дач наиболее продвинутые материалы, поскольку от их свойств зависит эффектив-ность лекарств».

Идеальный композИт

Кость называ-ют идеальным

композитом. В ее состав входят

минералы (главным образом гидроксиапатит

кальция) и органические вещества (коллаген). Вместе они обеспечивают упру-гость и прочность кости. Но искусственные компо-зиты при необходимости могут заменить природные аналоги. «Во многом бла-годаря полимерам удается расширять диапазон свойств материалов, из которых изготавливаются эндопро-тезы», – говорит Сергей Воронин, хирург-ортопед из Новосибирска, чей стаж превышает 20 лет.

Для этого применяется, например, полиэтилен вы-сокой плотности («дублер» коллагена). Материал позво-ляет эндопротезу достичь упругости живой ткани, а его пористая матрица способствует однородному распределению наночастиц

полимерные композиты называют материалами «для долгой жизни». Их применение позволяет увеличить срок службы протеза до 30 лет

т е м а н о м е р а

гидроксиапатита. В итоге живая ткань постепенно восстанавливается, срастаясь с эндопротезом. Происходит остеоинтеграция.

Среди клиницистов такие композиты получили название материалов «для долгой жизни». Износ эндо-протезов важен: никому не хочется повторно ложиться на операционный стол. Со-временные полимеры могут служить до 30 лет.

Кстати, благодаря при-менению новых материалов в протезировании суста-вов список видов спорта, которыми не рекомендуется заниматься после замены живого «шарнира», сокра-тился всего до четырех – это футбол, хоккей, гандбол и контактные виды борьбы.

Думать головойОтдельная большая тема – краниопластика, то есть вос-становление черепа. Одно из первых упоминаний о ней относится к XVI веку, когда итальянский врач Габриэль Фаллопий исполь-зовал пластины из золота для замещения костной

ткани черепа. В дальнейшем применялось множество различных материалов – от костей животных до целлу-лоида, алюминия, серебра, стали и полиэтилена.

Вкладом отечествен-ных разработчиков стало создание эндопротеза из реперена. Это простран-ственно-сшитый полимер из олигомеров метакрилового ряда. Из него методом фото-полимеризации изготавли-ваются сетчатые пластины, готовые к применению.

«Пластины из реперена не противопоставляются металлическим, выбор материала зависит от ситу-ации, – говорит Сергей Ти-хомиров, врач-нейрохирург, практикующий в Областной больнице Тобольска. – Ме-таллические пластины более

сложны. Как правило, они используются при плановых операциях. Полимеры могут быть в «экстренном запасе», а реперен хорошо подходит для закрытия небольших по площади повреждений».

Прочность реперена выше кости той же толщины. Он биосовместимый и био-инертный – это известный козырь полимеров. А благо-даря перфорации пластины и заполнению пространства волокнами восстановившей-ся живой ткани происходит биологическая фиксация.

Сергей Тихомиров гово-рит, что провел несколько операций с применением такого передового метода, как стереолитографическая краниопластика. С помощью спирального томографа, которому достаточно мину-ты, чтобы сканировать весь череп пациента, получается 3D-модель дефекта. Ориен-тируясь на нее, из полимеров создается имплантат, кото-рый максимально соответ-ствует области повреждения. Операции с использованием индивидуальных импланта-тов «на потоке» выполняют-ся в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко.

Из перспективных разработок – новый тип имплантатов с памятью формы, применяемых без крепежей и фиксаторов в процессе операции. Такие решения прорабатываются учеными Центра композици-онных материалов МИСиС. Суть в том, что имплантат печатается на 3D-принтере по

М е д и ц и н а

Реперен – биосовместимый материал. Его прочность выше кости той же толщины

Для краниопластики разработан новый тип имплантатов с памятью формы, применяемых без крепежей и фиксаторов

10 1111

заданным размерам, его в сжатом виде размещают на месте повреждения, а при нагревании он расширяется до требуемой формы и фик-сируется в реставрируемых участках костей. «Сырьем» здесь должен служить биоразлагаемый материал полилактид. Конструкции из полимера заселяются живыми клетками, выде-ленными из костного мозга пациента, что стимулирует прорастание кровеносных сосудов и тканей. Со време-нем искусственный матрикс должен раствориться.

Культивирование жи-вых клеток на под ложках-носителях называется скаффолд-технологией (от англ. scaffold – «строитель-ные леса»). Здесь одна из проблем – получение мате-риала, который «уйдет» не раньше и не позже нужного времени. В России пока полностью биодеградируе-мые имплантаты не выпу-скаются.

Однако многие группы исследователей работают в этом направлении. В том числе это ученые из Инсти-тута биофизики СО РАН и Томского политехнического университета. С помощью плазменной обработки пленок из биополимера они получили образцы, кото-рые обеспечивают прочное сцепление внедряемого

материала с клетками соеди-нительной ткани и стиму-лируют их рост. «Первые результаты обнадеживают. Мы видим, что у наших образцов изменились свой-ства поверхности, повыси-лась гидрофильность, они хорошо поддерживают рост клеток. Когда станет понят-но, в каких условиях можно получить максимальный эффект, будем переходить на полноценные трехмерные изделия для реконструктив-ной медицины», – пояснила один из авторов исследова-ния Татьяна Волова.

В общем порядкеКлючевой вектор развития медицины – переход от лечения к профилактике заболеваний.

«Нужны методы, позво-ляющие выявлять отклоне-ния при профилактическом осмотре, – говорит Валерий Захаров, заведующий кафед-рой лазерных и биотехни-ческих систем Самарского университета. – Причем для их создания нужно не просто совершенствовать уже имеющиеся технологии, а внедрять принципиально новые. Магнитно-резо-нансная и компьютерная томография – неплохие методы сканирования. Но применение такого сложного оборудования для регулярных профилактиче-

ских обследований человека явно нерентабельно. И сам пациент с ранней стадией рака вряд ли придет с жало-бой, поскольку симптомов, как правило, нет».

Чтобы исправить ситуацию, ученые исполь-зуют онкомаркеры, которые помогают выявить онко-логическое заболевание. Пока каждый такой маркер чувствителен только к опре-деленной форме рака.

«Следующий шаг – раз-работать технику, действую-щую на основе нелинейной спектроскопии. Любое химическое вещество имеет спектральный след, кото-рый уникален так же, как отпечатки пальцев человека. Появление веществ, харак-терных для различных забо-леваний, на первых стадиях происходит в малых кон-центрациях. Это значит, что эффективность методов их обнаружения прямо зависит от чувствительности», – считает Валерий Захаров.

Спектральному анали-зу можно было бы под-вергать все биожидкости, которые сдаются на анализ, и оперативно выявлять всех людей, у которых повышена вероятность на-чала заболевания. Возмож-но, в ближайшем будущем плановые диспансериза-ции будут происходить именно так.

Ранняя диагностика особенно важна при он-кологии. Так, один из са-мых тяжелых видов рака – кожная меланома – в первой ста-дии вылечи-вается в 99� случаев. Увы, стандартное оборудова-ние способно диагности-ровать лишь патологии с размерами от 1 мм, что в первую стадию не попадает


Александр Буланов

КаКой будет медицина через полвеКа?Человек, разоблачающий антинаучные врачебные практики, журналист, медицинский блогер и терапевт высшей категории Алексей Водовозов рассказал «Нефтехимии РФ» о том, как может измениться медицина в обозримом будущем.

т е м а н о м е р а В з г л я д в б у д у щ е е

1212

КаКой будет медицина через полвеКа?

Медицина не отстает, а в некоторых случаях опе-

режает другие науки в развитии, позволяя при-менять их достижения для заботы об одной из главных ценностей человеческой жизни – о здоровье. Важной особенностью прогресса современных медицинских технологий является то, что он почти всегда носит ком-плексный характер – напри-мер, продвинутые протезы будущего невозможно создать без нейроинтерфей-сов, софта и 3D-печати из прочных биосовместимых материалов.

Темпы развития меди-цины впечатляют. Так, всего 15 лет назад говорили о гено-терапии (внесении измене-ний в генетический аппарат для лечения заболеваний. – Прим. ред.) как об одной из возможностей будущего. А сегодня мы видим, что эту технологию начинают ак-тивно применять во врачеб-ной практике. То есть буду-щее уже наступило.

Попробуем выделить основные направления раз-вития медицины на ближай-шие годы.

Цифровая диагностикаМагистральное направ-ление – использование технологий искусственного интеллекта для совершен-ствования диагностики.

В 2013 году цифровые системы (такие как IBM Watson) начали обучать ремеслу врача-диагноста, «скармливая» им миллионы страниц медицинских руко-водств и историй болезней пациентов. Всего три года спустя машина превзошла человека в диагностике рака легких, показав точность, превышающую 99,9%.

Возможности современ-ных нейронных сетей пока что позволяют выявлять только какое-то одно заболе-вание, анализируя информа-цию, полученную в резуль-тате обследования. Однако в будущем мы можем ожи-дать, что развитые системы искусственного интеллекта

Алексей Водовозов – врач и медицинский блогер, называющий себя «кол-лекционером медицинского шарлатанства». Его миссия – разоблачать антинаучные врачебные практики и рассказывать о перспективных методах диагностики и лечения болезней.

В 1993 году Алексей с отличием окончил факультет подготовки врачей для ракетных и сухопутных войск Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова и в настоящее время имеет звание подполковника медицинской службы запаса. Отсюда возникло и название его авторского блога – «Смотровая военврача».

В 2010 году Алексей Водовозов стал лауреатом премии «Медицина в Рунете» в номинации «Лучший блог», а в 2012-м его проект одержал победу на конкурсе научных блогов STRF.ru «Френдлента Мебиуса» в категории «Молекулярная биология – генетика – медицина».

потеснят врачей широкого профиля, повышая точность постановки диагнозов до предельных величин.

Пластиковые суставыУже заметен большой прогресс в области создания биосовместимых материа-лов для медицины. В част-ности, вместо относительно тяжелых металлических протезов медики применя-ют более легкие и дешевые аналоги, изготовленные с использованием полимеров. В числе наиболее перспек-тивных материалов можно назвать высокомолекуляр-ный полиэтилен и поли-эфирэфиркетон (PEEK) – из них делают протезы суста-вов (в основном коленных и тазобедренных) и костей.

Часто пластики исполь-зуются в протезах в сочета-нии с титановыми элемен-тами. Это связано с тем, что металлы пока что обладают лучшими прочностными характеристиками и из них целесообразно делать самые нагруженные детали. Однако вероятнее всего уже через несколько лет мы сможем увидеть первые про-тезы, которые будут цели-ком состоять из полимеров, что упростит их производ-ство с использованием аддитивных технологий.

13

14

ТоТальный конТрольОтличный пример развития биомедицинских техно-логий – фитнес-браслеты, которые еще несколько лет назад были скорее забав-ным развлечением. Сегодня благодаря увеличению точности работы датчи-ков, встроенных в гибкие полимерные ленты, они становятся серьезным ин-струментом для считывания ряда важных параметров организма.

Уже существуют нательные де-вайсы, которые по анализу пота могут в реальном времени опре-делять уровень глюкозы в крови и вовремя сигнализи-ровать пользователю о его колебаниях.

Думаю, что в буду-щем с помощью таких гаджетов станет возмож-ным постоянный монито-ринг всех основных показа-телей организма, результаты которого будут в реальном времени направляться не на смартфон пользователя, как в большинстве случаев сей-час, а прямо лечащему вра-чу. Это позволит определять возникновение многих забо-леваний на ранних стадиях и исключить необходимость в плановых медосмотрах.

органы на чипеИспользование лаборатор-ных животных для тестиро-вания лекарств может уйти в прошлое благодаря полиди-метилсилоксану, который обладает редким набором свойств, позволяющим имитировать биологические мембраны. С одной стороны, этот материал защищает ткани от внешних воздей-ствий, а с другой – пропуска-ет через себя молекулы ве-ществ, которые выделяются

из живых клеток в результате обменных процессов.

Такие мембраны будут использоваться для правиль-ной изоляции от внешней среды так называемых орга-нов на чипе, которые пред-ставляют собой имитацию реальных органов человека с вживленными в них дат-чиками. Через эти системы можно будет «прогонять» перспективные лекарства и безопасно отслеживать реакцию человеческой ткани (органы, выращенные на ос-нове стволовых клеток). Эта технология поможет также сократить время обязатель-ного тестирования новых препаратов.

Кроме того, биоразлага-емые полимеры обязательно будут применяться в про-цессе выращивания органов человека для их последую-щей трансплантации. Из них будет делаться основа, на которую будут наноситься первичные стволовые клетки пациента. Далее, после формирования тканей, эту «подложку» можно будет растворить с помощью фер-ментов и безопасно вывести из живых клеток. Выращен-

ные таким образом органы станут идеальной заменой донорским, поскольку, имея в своей основе клетки паци-ента, они будут приниматься организмом практически без риска отторжения.

акТивная жизнь до 100 леТСерьезных подвижек в плане увеличения длительности человеческой жизни я не стал бы ожидать. Скорее все-го, за счет развития медици-ны мы сможем лишь достичь физиологического предела в 90–100 лет.

Но на самом деле глав-ная задача вовсе не в том, чтобы просто прибавить че-ловеку энное количество лет. Необходимо на максималь-ный срок отодвинуть наступ-ление старости, продлевая активные годы жизни. Если этого не удастся сделать, то человечество будет стареть и уже совсем скоро может столкнуться с социальны-ми проблемами, например сокращением доли трудоспо-собного населения.

Кое-какие наработки для решения этой задачи у медиков уже есть, но многое

В з г л я д в б у д у щ е ет е м а н о м е р а

Создание протезов из полимеров – одно из популярных направлений развития медицинской промышленности. Уже сегодня «умные» протезы предоставляют своим владельцам множество дополнительных функций


еще только предстоит сделать, в том числе найти лекарство от такой болезни, как синдром Альцгеймера, которую пока получается ле-чить только у лабораторных животных.

Бум наномедициныОтдельная тема – это наномедицина (слежение, исправление, конструирова-ние и контроль над биологи-ческими системами человека практически на молекуляр-ном уровне. – Прим. ред.).

Уже сегодня наноме-дицина дает незаменимые инструменты, позволяющие в ряде случаев спасти жизнь пациенту. Так, в случае об-разования опасного тромба в недоступной для эндо-скопов области (например, в каком-то узком сосуде) современные врачи могут использовать наночастицы, несущие в себе тромбо-литики, способствующие устранению заболевания. На область нахождения тромба медики воздействуют электромагнитным излуче-нием, одновременно вводя в кровоток ферромагнитный нанопродукт.

Безусловно, список задач наномедицины (в первую очередь касаю-щихся адресной доставки

лекарств) будет только увеличиваться, что по-

способствует появлению более эффективных

методов лечения заболеваний.

Виртуальный пациентРазвиваться будет и хирур-гия, причем главным обра-зом в сторону малоинвазивных практик, подра-зумевающих радикальное сокращение области вме-шательства в организм и степени травмирования тканей. Это позволит улуч-шить качество операций за счет снижения площади разрезов, а также развития практики «захода» вра-ча в тело человека через естественные полости и кровеносные сосуды.

Однако каждый человек индивидуален, и проявляется это не только в особенностях его характе-ра и внешности, но и в па-раметрах организма. Одно из условий качественной работы врача – это знание точ-ного распо-ложения очага поражения и наличие подробной картины при-легающих к нему тканей. Наилучшим решением для наглядного получения этой информации станет применение технологий дополненной реальности.

Уже сегодня в некото-рых больницах использу-

ются компактные установки магнит-

но-резонансной томо-графии, которые применяются хирургами во время операций для лучшего контроля своих действий. Не

исключено, что в будущем эта техно-

логия перейдет в 3D-фор-мат, когда изображение внутренних органов будет проецироваться непосред-ственно на пациента, а врачи начнут работать с ним в очках дополненной реальности.

Резюмируя перечис-ленные тренды, я могу сказать, что за ближайшие 25–50 лет медицина смо-жет справиться со многи-ми болезнями, которые мешают человеку прожить полную и здоровую жизнь.

Если же говорить о более отдаленной перспек-тиве, то здесь одной из целей медицины должно стать улучшение естествен-ных человеческих возмож-ностей. Но работа над этой

задачей может начать-ся не раньше того

момента, когда мы научимся на 100% безопасно мо-дифицировать свой геном и до-

говоримся делать это исключитель-

но в мирных целях.

1515

Концепт робота для проведения малоинвазивных операций

т е м а н о м е р а И н ф о г р а ф и к а

16

Мария Богородская

Скорую вызывали?Выпускник Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, разработчик инновационных композитных материалов Георгий Водовозов рассказал «Нефтехимии РФ» о том, как полимеры меняют самый популярный медицинский инвентарь.

16

ШприцВчера. В начале XX века для забора крови и инъекций использовались многоразовые шприцы с цилиндром из стекла и остальными частями из хромированного металла.Сегодня. Шприцы делают одноразовыми. Все основные детали (кроме игл) выполняются из полимеров (в основном из полиэтилена). Шприцы обеззараживают с помощью кратковременного воздействия радиацией. Завтра. Появятся электронные шприцы с одноразовыми сменными насадками и возможностью контролировать объемы впрыска. Подобные устройства уже применяются в химических лабораториях для точного отбора проб.

КапельницаВчера. Капельницы появились в 1920–1930-х годах. Использовались стеклянные бутылки и резиновые шланги. Сегодня. Самая важная деталь капельницы – гибкие и прозрачные трубки, позволяющие следить, чтобы в вену не попал воздух. Их делают из ПВХ или латекса. Завтра. Будут использоваться программируемые капельницы, работающие по сложным графикам подачи лекарства. В качестве материала, вероятнее всего, будут использоваться латекс и различные виды полупрозрачных резин.


17

СтетоскопВчера. Сначала появились деревянные стетоскопы с раструбами. Позже к деревянным частям стали приделывать трубки из резины и металла, которые вставлялись в уши. Сегодня. Классические деревянные стетоскопы еще используются акушерами-гинекологами для прослушивания сердцебиения плода. Но в основном применяются стетоскопы (и фонендоскопы) из нержавеющей стали и полимерных материалов. Для трубок часто используется винил: он хорошо изолирует внешние шумы.Завтра. Развитие аппаратов будет связано с улучшением звукопроводящих свойств трубок и мембран. Также возможно изобретение электронного стетоскопа, где не понадобятся трубки, а только мембрана и амбушюры.

ЖгутВчера. Наложение повязок для остановки кровотечения имеет длительную историю. Раньше использовали матерчатый жгут с закруткой.Сегодня. Жгуты делают из резины с жесткой защелкой. Материал должен быть эластичным, не вызывать раздражения и применяться в любых температурных условиях (в том числе на улице). Завтра. Улучшения будут связаны с изменением тактильных ощущений от ленты и модификацией защелки. Сам механизм натяжения станет электронным, с регулируемой силой.

Термометр Вчера. В основном применялись стеклянные термометры с ртутью – редким и опасным металлом. Сегодня. Используются электронные или цифровые термометры с пластиковым корпусом (из полипропилена или ПВХ) и металлическим датчиком. Также есть специальные термополоски и инфракрасные градусники.Завтра. Возможно использование подкожных датчиков, сообщающих на телефон владельца информацию о его состоянии, а в случае критических показателей – передающих данные врачу. Корпус таких датчиков будет из биосовместимых полимеров, не вызывающих раздражения и аллергии.

18

Наталья Смирнова

Дуэль интеллектовНаучный доклад не анекдот: коротко не расскажешь. Тем увлекательнее показалась молодым ученым идея познакомить со своими разработками в формате стендапа неподготовленных слушателей. Что такое фактор Шелдона? Можно ли запрограммировать полезные свойства материалов? Как правильно постирать белье? Чем полезен угарный газ? Ответы на эти и другие вопросы были получены на Science Slam, организованном СИБУРом.

теория Мастерство

18

В научном баттле приняли участие пять лекторов: Дмитрий Казанцев,

Роман Гуляев, Артем Ога-нов, Александр Литвинов и Денис Чусов. Каждому из них было выделено на до-клад ровно 10 минут. Ауди-тория оценивала мастерство выступавших громкостью аплодисментов, а ведущий замерял децибелы посред-ством шумомера. Таким образом, всего за час баттла зрители узнали об актуаль-ных исследованиях из пяти разных областей науки.

Театр начинается с вешалки, а слэм – с научной разминки. Пока публика со-биралась в столичном лофте «Министерство» в Столешни-ковом переулке, первые гости «мерились извилинами» с по-мощью нейроигры MindFlex Duel («Дуэль умов»), двигая летучий шарик в сторону про-тивника силой мысли, а также рассматривали через очки виртуальной реальности стро-ящийся комбинат СИБУРа «ЗапСибНефтехим». Нако-нец, все заняли зрительские места в зале, и представление началось.

«Зеленая», но не тоскаСостязание открыл профес-сор РАН, ведущий научный сотрудник химического фа-культета МГУ им. М.В. Ломо-носова Михаил Нечаев. Он прочитал научный стендап на тему «Зеленая» химия: что это? И почему она такого цвета?». Начав свою исто-рию от Адама и Евы, лектор погрузил слушателей в реа-лии наших дней: «Сегодня, несмотря на торжество про-гресса, человечество сильно замусорило Землю. Но ведь намного лучше вовсе не про-

19

Стендапы молодых ученых появи-лись в Европе несколько лет назад и быстро стали популярны среди молодежи. Сегодня экспресс-лекторий «Аплодисменты – науке» (примерно так можно перевести Science Slam) дорос до международного масштаба. Вечерами любители интеллекту-альных баталий собираются в барах, клубах, кафе во многих городах мира для того, чтобы послушать корот-кие и увлекательные выступления исследователей.

Идея слэмов зародилась у уче-ных из Германии. Она принадлежит Алексу Дрепеку, а развитие формата предложил Грегор Бьюнинг. Первые научные слэмы проводились в старей-шем берлинском панк-рок-клубе SO36, потом они перекочевали в Кельн, Дортмунд, Гамбург и стремительно распространились по всему миру. С 2014 года в формате Science Slam проводится даже чемпионат Европы.

Развлекательная популяризация науки дошла и до России: стендапы ученых уже несколько лет прово-дятся в 25 регионах страны, собирая все больше участников. У самых популярных отечественных слэме-ров есть сценические имена: Кирилл Гржегоржевский – Регенератор, Артур Ганеев – Прессмэн, Николай Радионов – Бладмэн, Алексей Пона-рядов – Титановый Человек, Иван Чуксин – Агромэн и пр. Их выступле-ния можно посмотреть в записях на канале YouTube.

изводить отходы, чем потом чистить от них планету».

Чтобы свести к миниму-му количество функциональ-ных отходов, создающихся при производстве, нужно ис-пользовать возобновляемое сырье, избегать образования промежуточных отходов, отдавать предпочтение каталитическим процессам, стремиться к биологической разлагаемости конечных продуктов, развивать методы мониторинга окружающей среды и, конечно, миними-зировать утечки, взрывы и пожары. Ученый рассказал о Е-формуле (факторе Шелдо-на), по которой вычисляется отношение отхода к продук-ту. Оказывается, в нефтехи-мии эта величина составляет всего 0,1. Для сравнения: в фармацевтике Е-фактор может достигать 100. То есть на единицу продукции про-изводство полимеров в разы «зеленее», чем лекарств.

В лаборатории органи-ческого катализа Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева, которую также представляет Михаил Нечаев, активно ведутся эксперименты в области «зеленой» химии: тести-руются возобновляемые источники сырья и энергии, апробируются новые пути синтеза химических веществ, большое внимание уделяется каталитическим процессам с использованием в каче-стве растворителя водных составов. За водой в нефте-химии – будущее, полагает ученый. Она дешевая, не ток-

сичная, не горючая, ее легко очистить и регенерировать.

КаК обуздать мусор?Рост бытовых отходов – одна из актуальных проблем. От-работавшие свой срок мате-риалы – стекло, металл, пла-стик, дерево – переполнили мусорные полигоны. В боль-шинстве случаев их можно повторно использовать, хотя для этого необходимо разви-вать технологии эффектив-ной переработки отходов. Об этом рассказал Дмитрий Казанцев, представляющий проект «ЗапСибНефтехим» СИБУРа. Он выступил с докладом «Биоразлагаемые полимеры».

Не так сложно перерабо-тать материал, как извлечь его из груды других отходов. Сортировка мусора – перво-очередная задача, а это в том числе подразумевает новую культуру потребле-ния. К примеру, СИБУР совместно с администрацией Тобольска и Тюменским за-водом полимерных изделий запустил акции #Формула-Полимера и «Вторая жизнь пластика», в результате которых тобольчане собрали несколько тонн полимер-ных отходов, пущенных на вторичную переработку. В итоге в буквальном смысле из мусора были изготовлены бахилы для поликлиник, спортивная одежда для хок-кеистов и другие полезные вещи. «Когда люди научатся массово перерабатывать мусор без ущерба для окру-

Последить за научным баттлом собралось зрителей не меньше, чем за юмористическим


19

20

Далеко не все материалы, позиционирующиеся как биоразлагаемые, являются таковыми

жающей среды, проблема загрязнения планеты будет решена», – сообщил Дми-трий Казанцев.

Однако перспектив-ны также биоразлагаемые полимеры, которые рас-падаются со временем на воду и углекислый газ либо рассыпаются на мелко-дисперсные элементы. К сожалению, сейчас далеко не все материалы, позициони-рующиеся как биоразлагае-мые, на самом деле являются таковыми – часто это просто маркетинговый ход.

Молекулы-наушникиРоман Гуляев, представляю-щий НИОСТ (научный центр СИБУРа в Томске), прочел доклад «Полимерные ма-териалы: что это такое, и с чем их едят... или не едят?». Ученый сходу взбодрил аудиторию рассказом об устройстве молекул полиме-ров на примере полиэтилена и разных вариантов укладки молекулярных цепочек.

Дорожки из молекул называются кристаллитами. Это тела микроскопических размеров, представляющие собой трехмерную периоди-ческую решетку из мельчай-ших частиц, ограниченные замкнутой поверхностью. От того, как мы их «упаку-ем», будут зависеть свойства полученных материалов. У разных полимеров – раз-ный предел прочности.

тор науки, известный своими работами по созданию мето-дов компьютерного дизайна новых материалов, рассказал про свою работу.

Когда люди занялись расшифровкой ДНК, они поняли, как передается через поколения информа-ция. С материалами также. Разработанный Артемом Огановым и его коллегами эффективный эволюцион-ный метод предсказания кристаллических структур был положен в основу программы USPEХ, которую используют в своих научных проектах более 4 тыс. иссле-дователей по всему миру. «Спрогнозированные» ими сверхтвердая структура бора, прозрачная фаза натрия, но-вый аллотроп углерода, ста-бильные соединения гелия и натрия, стабильность MgSiO3 пост-перовскита в мантии Земли и предсказание «запрещенных» соединений (таких как Na3Cl, не вписы-вающихся в традиционные представления ученых) были впоследствии подтверж-дены экспериментами и

Далее Роман Гуляев продемонстрировал на пла-стиковых макетах варианты различных соединений. Сегодня ученые пытаются «растянуть» кристалли-ческие цепочки, сделать материалы более эластичны-ми, но при этом усилить их прочность. Например, они пытаются сделать «вязкий» пластик, в котором молекулы могли бы «двигаться». Как в кармане меломана «само-запутываются» проводки наушников, так и молекулы ведут себя в модифицирован-ных пластиках.

Роман Гуляев тоже подчеркнул: очень важно развивать инфраструктуру, чтобы с умом утилизировать мусор. Продукты короткого срока жизни нужно делать из разлагающегося пластика, а долговечные – из прочных полимеров.

когда теория становится практикойАртем Оганов, теоретик-кри-сталлограф, химик, физик и материаловед, популяриза-

теория Мастерство НЕФТЕХИМИЯ РФ№2 (45) май 2018

существенно повлияли на фундаментальные знания в материаловедении, физике, химии и других науках.

Теоретические методы позволяют предсказывать и получать материалы с задан-ными свойствами. Сейчас Артем Оганов с коллегами пытается «повысить КПД» известных материалов в 2–3 раза. К примеру, идут эксперименты по совершен-ствованию материалов для буровой техники газовой промышленности.

Стирайте вдумчиво!Александр Литвинов высту-пил с докладом «Про ПАВ и энзимы в средствах для стирки». Ученый несколько лет разрабатывал моющие средства, сотрудничая с компанией Henkel, а потом перешел работать в СИБУР.

Стирка одежды никогда не была простым делом. Совершив небольшой экс-курс в историю, Александр Литвинов напомнил, что в древности люди замачивали грязные вещи в золе, а потом долго били их палками, полоскали в проточной воде и сушили на солнце. Потом умельцы научились варить мыло. В первой половине XX века инженеры экспери-ментировали с приборами

для механической стирки. Привычные сегодня моющие средства и ароматизаторы, решившие разом все про-блемы, появились только в 1950–1960-х годах.

Современные требова-ния к средствам для стирки: бытовая химия должна быть не только эффективной, но и экологичной. Поверх-ностно-активные вещества (ПАВы), входящие в состав моющих средств, эффективно борются с грязью, но после попадают в канализацию. По этой причине на берегах некоторых водоемов раньше можно было увидеть огром-ные клубки мыльной пены, которую взбивали волны. Решением стал переход на использование биоразлогае-мых ПАВов.

Однако любое, даже самое безопасное, средство для стирки нужно применять разумно: читать инструкцию на одежде и на упаковках мо-ющих средств, использовать рекомендуемую дозировку порошков и режим автомати-ческой стирки в стиральной машине.

тепло или холодно?Химик Денис Чусов завершил слэм докладом на тему «Угар-ный реагент с отрицательной стоимостью». Что происходит с климатом? Изменяется ли при этом флора и фауна разных континентов? Такие непростые вопросы задал ученый. Вроде бы все не один раз слышали о глобальном потеплении, но, оказывает-ся, в научной среде единства мнений о том, почему оно происходит, нет.

Современная наука делает следующие выводы: ухуд-шения климата есть, но они не фатальны. Однако людям необходимо задуматься о том, как снизить свое влияние на экологию. К примеру, побоч-ным продуктом производства стали является моноокись углерода (проще говоря, угарный газ). Сегодня его просто сжигают. А ведь можно поступать иначе. В частности, CO можно использовать в ка-честве реагента, например, для синтеза аминов. Денис Чусов поведал аудитории о «моле-кулах-супергероях» на основе аминов, которые обладают уникальными свойствами и используются в лекарствах.

Выступление каждого слэмера зал встречал доброже-лательным гулом и провожал аплодисментами. Но шумомер был неумолим: сильнее всего атмосферу лофта сотрясла реакция на доклад Александра Литвинова (возможно, пото-му, что ему удалось предельно просто объяснить химические процессы, с которыми все мы сталкиваемся ежедневно).

2121

22


Восстание из мусораНе пропускает тепло и влагу, служит 50 лет, не выцветает и содержит в себе фотоэлемент для выработки электричества. Все это можно сказать про новый кровельный материал, который, как уверяют его создатели, превосходит по своим характеристикам любые аналоги. Самое удивительное здесь то, что сырьем для инновационного продукта является обыкновенная пластиковая бутылка.

22

Экологиятеория НЕФТЕХИМИЯ РФ№2 (45) май 2018

Московский предпринима-тель Анато-лий Беспятый

придумал этот проект во время отпуска в Таиланде. Он заметил, что крыши отелей, покрытые метал-лочерепицей, не дарят постояльцам желанную прохладу, и попробовал представить, чем можно при прочих равных металл заменить.

В итоге Анатолий Беспятый вместе со своим партнером Кириллом Ев-стегнеевым открыл компа-нию, которая производит термочерепицу – компо-зитный кровельный мате-риал, изготавливаемый из нескольких видов пластика и фольги.

Композит на КрышеПроект «Термочерепица» стартовал в 2014 году, производство открыли в городе Юхнове Калужской области. «Наше кровельное покрытие по своему внеш-нему виду практически не отличается от классической керамической черепицы, но при этом оно обладает свойствами, которые спо-собны обеспечить только современные материа-лы», – уверяет Кирилл Евстегнеев.

Согласно техниче-ским расчетам и опытным испытаниям, срок службы кровли составляет 50 лет. Зимой она защищает от холода, летом – от жары, поскольку выдерживает перепады температур в диапазоне от –50 °С до +50 °С.

Продукт универсален – подходит для коттеджей, домов и дач, навесов и бесе-док, гаражей и бань. Весит композитная кровля вдвое легче металлической и в 7,5 раза меньше керамики.

Термочерепица выдержи-вает вес взрослого чело-века – по ней можно ходить. Естественно, она не боится града.

Следующий шаг – вы-пуск кровельного покры-тия, которое может выра-батывать электроэнергию. Для этого в термочерепицу интегрируется фотоэле-мент – прототип «солнеч-ной» кровли уже создан. Похожую продукцию, толь-ко из закаленного стекла, презентовал в прошлом году производитель элек-тромобилей Tesla.

Кирилл Евстегнеев сравнивает кровельный материал с дверцей холо-дильника, где между двумя слоями пластика, как в сэндвиче, заключен уте-плитель. В роли «начинки» выступает пенополиуретан с фольгированным покры-тием на обратной стороне. «Тостами» в этом бутер-броде являются панели из полиэтилентерефталата (ПЭТФ).

Из этого же мате-риала делают бутылки для минеральной воды и газировки. Собственно, ис-пользованную пластиковую тару Кирилл Евстегнеев и решил применить в каче-стве сырья для кровельного покрытия. На изготовление одного квадратного метра термочерепицы уходит 40 бутылок. «Применение вторичного ПЭТФ помо-жет нам снизить издерж-ки», – говорит Кирилл Евстегнеев.

Через КрайОдним из итогов Года экологии стала разработ-ка Стратегии развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления, рассчитанной

до 2030 года. Заявлена цель увеличить долю быто-вых отходов, отправленных на переработку, до 80%.

В России индустрии ре-циклинга пока что, можно сказать, нет. Доля бытовых отходов, отправляемых на переработку, составляет порядка 9%, говорится в Стратегии. Отбор полезных фракций из них, в том чис-ле полимеров, не превы-шает 10–15%, подсчитали эксперты аналитического центра RUPEC.

Проблему отходов можно разделить на две составляющие. Первая заключается в том, что неперерабатываемые отхо-ды – это безвозвратные по-тери природных ресурсов. Вторая связана с тем, что по мере роста численности населения, урбанизации, сокращения жизненных циклов товаров мусора становится все больше, а места для его захороне-ния – меньше. «Если мы не будем ускоренными тем-пами развивать рециклинг отходов и пустим ситуацию на самотек, то мощностей существующих свалок и

23

Черепица из вторсырья может стать дешевым и экологичным заменителем тради-ционных кровельных материалов

24

полигонов в России хватит приблизительно на пять лет», – говорит глава RUPEC Андрей Костин.

Развитые страны достигли высоких по-казателей рециклинга бытовых отходов. Среднее значение для государств ОЭСР составляет около 26–27%, хотя разброс высок, говорится в от-чете RUPEC. России для достижения заявленных 80% придется прыгнуть выше головы и разом догнать лидеров, например Японию.

«В этом контексте полимерные материалы обретают все более и более значимую роль, поскольку, как это хорошо известно, темпы прироста потребле-ния пластиков в глобаль-ном смысле опережают темпы роста спроса на дру-гие материалы, – отмечают эксперты RUPEC. – Именно пластик уверенно вытесня-ет бумагу, металлы и стекло из сферы пищевой (и не только) упаковки, а упа-ковка – изделие с наиболее коротким жизненным циклом, а потому главный источник текущей генера-ции бытовых отходов».

Цифровая сортировкаПластиковая упаковка может весьма эффективно перерабатываться, и проект «Термочерепица» – яр-кое тому подтверждение. Но главное препятствие развитию подобных пред-приятий в России – отсут-ствие системы раздельного сбора отходов и дефицит мощностей по их сортиров-ке. В конечном счете это угрожает дефицитом сырья для «зеленых» производств.

До недавнего времени единственным вариантом была конвейерно-ручная организация процесса со всеми своими недостатка-ми: большими затратами на оплату труда, низкой пропускной способностью,

крайне невысокой точно-стью сортировки. «Внедре-ние машинной сортировки с применением большого спектра методов (маг-нитные, флотационные, спектроскопические и т.п.) позволяет избавить этап сортировки от большинства его проблем», – говорится в отчете RUPEC. И это тоже весьма интересное направ-ление для инновационных предпринимателей.

Одну из перспектив-ных машин для разде-ления отходов по видам разрабатывает алтайская компания «СиСорт». Она производит высокотехно-логичное оборудование для сортировки сыпучих продуктов. «Каждый час фотосепараторы «СиСорт» очищают от вредных при-месей более 1 тыс. т пшени-цы, 600 т различных круп и порядка 400 т подсолнеч-ника», – сообщает на своем сайте компания. В этом году номенклатура сорти-руемых объектов может существенно расшириться: «СиСорт» планирует пред-ставить прототип фотосе-паратора, работающего с твердыми бытовыми отхо-дами.

С помощью такой техники можно будет проводить не только самую простую – «крупнокус-ковую» сортировку, но и, например, разделять

Источники сырья для производства вторичных полимеров в России

Экологиятеория

Сортировка на мусоросортировочных заводах – 51%

Ручной сбор на полигонах – 32%

Раздельный сбор – 3%

Другие источники – 2%

Отходы производства – 12%

Источник: RUPEC, анализ данных за 2016 год

2525


«Зеленый» мячОфициальным мячом Единой лиги ВТБ в этом сезоне стал экомяч, который в феврале презентовали СИБУР и компания Wilson, веду-щий мировой производитель оборудования для тенниса и команд-ных видов спорта. Он полностью соответствует критериям, установленным Международной федерацией баскетбола FIBA. При этом внутренняя часть мяча производится из материала, изготовленного в резуль-тате переработки двух полутора-литровых пластиковых бутылок. «Совсем скоро аналоги данного мяча появятся в специализирован-ной рознице и спортивных мага-зинах нашей страны», – заявила Татьяна Ветрова, глава компании «Амер Спортс», являющейся эксклю-зивным представителем Wilson в России.

Скамейки-трансформерыСтудентка тюменского Института архи-тектуры и дизайна Рената Биктимирова, ставшая финалисткой конкурса творческих проектов по благоустройству городских территорий ArtLook, предложила городские скамейки-трансформеры. «Можно собрать комплекс, выполняющий единовременно функ-ции скамейки, кашпо и элемента уличного ос-вещения. Это своего рода городской конструктор, собираемый в различные комбинации», – рассказала она. В качестве элемента такого конструктора должны использо-ваться кубики, сделанные из вторичной резины. По словам Рена-ты Биктимировой, такие материалы имеют высокую устойчи-вость к коррозии, механическим воздействиям, а также хорошие электроизоляционные и водонепроницаемые свойства, что важно для объектов уличного пространства.

Пластиковые шпалыС этого года на трамвайных путях в Москве начали укладывать шпа-лы из переработанного пластика. Впервые их протестировали про-шлым летом на участке линии на проспекте Мира, пилотный проект был признан удачным. В отличие от деревянных аналогов такие шпа-

лы служат в пять раз дольше – до 50 лет. «Деревянные шпалы по технологии пропитывают каменноугольной

смолой, чтобы они не гнили. Шпалы с исполь-зованием переработанного пластика не надо обрабатывать, что пози-

тивно скажется на окружающей среде», – рассказал директор «МосгортрансНИИпроекта» Александр Поляков.

Что еще можно делать из мусора

25

отходы из разных видов пластика, смешавшиеся в общую массу. Добиться таких результатов команде должна помочь передовая технология машинного обуче ния, при использо-вании которой техника самостоятельно учится распознавать неизвест-ные предметы в процессе длительного практического тренинга.

«Мусоросортировоч-ный завод – это каскад раз-личных устройств, включа-ющий решета, разрыватели пакетов, аэродинамические сепараторы для разделения предметов по размеру, типу частиц. Но заканчивается все транспортером, вдоль которого люди руками отбирают полезные для последующей переработки вещи: пластик – в одну кучку, бумагу – в другую, резину – в третью, метал-лические предметы – в четвертую. Эту функцию можно заменить фотосепа-ратором, эксплуатация ко-торого обойдется дешевле, чем труд рабочих, а задача будет выполняться каче-ственнее и быстрее», – рас-сказал директор и совла-делец компании «СиСорт» Виталий Савинков.

Если у разработчиков получится реализовать свои планы, их детище станет первой отечествен-ной установкой в таком роде, способной закрыть часть потребностей в качественном оборудо-вании. Таких проектов должно быть больше – согласно утвержденной правительством Страте-гии, к 2030 году уровень локализации производства оборудования для обработ-ки, утилизации и обезвре-живания отходов должен вырасти вдвое и составить 90%.

2626

теория Панорама

Леденец из смартфона

Исследователи Центра по техно-логиям устой-чивого развития

Иллинойса Б.К. Шарма и Шрираам Чандрасекаран предложили новый способ утилизации отходов. Они разработали энергоэффек-тивный и экологически чистый процесс разделения смешанных полимеров, из-влекаемых из отслуживших свой век гаджетов.

Неприятным след-ствием технологического бума является постоянно растущее число устаревших электронных устройств, которые отправляются в мусор. Некоторые матери-алы из них можно быстро извлечь и переработать, к примеру металлы. Однако используемые в гаджетах полимеры представляют собой проблему из-за их сложного состава.

«Такие предметы, как пластиковые бутылки из-под воды или молока, могут быть легко перера-ботаны, потому что они

изготовлены из одинаковых полимеров, – говорит Шар-ма. – Другие пластмассовые изделия, например корпусы смартфонов, выполнены из полимерных смесей. Чаще всего такие отходы сжигают или накапливают, потому что не существует достаточ-но эффективных способов переработки».

Исследователи предло-жили новую технологию, позволяющую «разбирать по частям» сложный пла-стик. «Процесс растворения промышленных полимеров похож на изготовление леденцов, – говорит Чанд-расекаран. – Для получения конфеты вы растворяете сахарные кристаллы в воде, даете жидкости вобрать в себя сахар, выпариваете воду и извлекаете леденец. В лаборатории мы действу-ем по той же схеме, только используем полимеры вместо сахара и химический растворитель вместо воды».

Наиболее эффективные растворители, применя-емые в настоящее время,

включают в себя химиче-ское вещество DCM (хло-ристый метилен), которое выделяет канцерогенные пары в воздух даже без нагревания, практически в условиях комнатной тем-пературы. Эти испарения загрязняют рабочее про-странство и потенциально могут попасть в атмосферу. «В нашем процессе исполь-зуется вещество под назва-нием NMP (н-метилпирол-лидон), выделяющее пары только при нагревании до 180 °С, что намного выше температуры, необходимой для растворения полиме-ров», – говорит Чандрасе-каран.

Одной из особенностей разработанной технологии является возможность кон-денсировать испаренный растворитель для много-кратного использования. «Мы должны не только найти способы переработ-ки смешанных пластмассо-вых отходов, но и сделать это безопасно для эколо-гии», – считает Шарма.

Потребители любят сладости. И нет лучшего времени, чем

праздники, чтобы выразить такие чувства. Производи-тели прекрасно понимают это: вспомните о пода-рочных наборах конфет, прекрасно упакованных в тематические коробки для максимального воздей-ствия на покупателя. Одна-ко швейцарская компания Bachmann Forming реши-ла шагнуть дальше. Она прибегла к помощи новых цифровых технологий для изготовления идеальной упаковки классического подарка на Пасху – шоко-ладного зайца.

Bachmann Forming про-изводит на заказ упаковку для сладостей. Пасхальный кролик – это не обычная плоская шоколадка, а объемное изделие с

выступающими деталя-ми, которые могут легко сломаться при транспорти-ровке. Поэтому упаковка здесь – это не просто мар-кетинговый инструмент.

Раньше в подобных случаях сотрудники Bachmann Forming вручную измеряли объекты. Затем из полиуретановых блоков на фрезерных станках с ЧПУ по снятым меркам изготовлялась форма, позволяющая произвести упаковку из листового пластика. Процесс зани-мал до 20 часов, и не были исключены ошибки. Чтобы избежать этого, производи-тель приобрел 3D-сканер Artec. С его помощью на воссоздание формы зайца ушло около часа.

Обычно трехмерным сканерам нужны нанесен-ные на объект маркеры,

упрощающие процесс снятия

«мерок». Однако ска-

Идеальный заяц

нер Artec в них не нужда-ется, что важно при работе с таким деликатным из-делием, как пасхальный заяц. «Было бы довольно сложно что-то приклеить на шоколаде или пра-лине», – говорит Йорг Нуссбаум, инженер-проек-тировщик Bachmann.

Андрей Вакуленко, главный специалист по развитию бизнеса в Artec 3D, сравнил работу сканера с видеокамерой, которая ведет съемку объ-екта в режиме автопилота. Время, затрачиваемое на сканирование и обработку данных, зависит от разме-ра и сложности объекта. В случае с зайцем все вместе заняло не больше 15 минут. Получившийся в итоге футляр из синего пластика сел на фигуру зайца как вторая кожа. «В упаковочном бизнесе вы должны быть быстры-ми и инновационными», – заявил Йорг Нуссбаум.


27

Сделайте ярче

Органические светоизлучающие диоды (OLED) – это приборы,

изготовленные из соедине-ний, излучающих свет при прохождении через них электрического тока. Их используют при создании дисплеев компьютеров и портативной электро-ники. Конъюгированные (сопряженные) полимеры применяются в качестве ор-ганических полупроводни-ков в таких диодах. Ученые немецкого Университета Байройта выяснили, как пространственная структу-ра этих материалов может использоваться для кон-троля цвета и повышения яркости OLED-мониторов.

Полимеры, которые хорошо подходят для использования в OLED, давно являются предметом пристального интереса исследователей. Благодаря системе связей, образован-ной путем соединения мо-лекулярных строительных блоков, такие материалы обладают основной цепью. Если полимеры подверга-ются воздействию лазер-ного луча, они поглощают свет и сохраняют его как энергию возбуждения. Эта энергия распространяет-ся вдоль основной цепи,

а затем высвобождается излучением.

До сих пор считалось, что интенсивность свече-ния и цвет зависят от того, насколько далеко энергия возбуждения распространя-ется по полимерам. Пред-полагалось, что чем больше изогнуты полимеры, тем меньше расстояние, на которое распространяется энергия. Однако ученые Университета Байройта опровергли это предполо-жение. Полимеры, которые они изучали, обладали основными цепями, изогну-тыми в разной степени, но энергия возбуждения всегда распространялась на одно и то же расстояние. Изогну-тые полимеры излучают зе-леный или синий свет, тогда как удлиненные полиме-ры – желтый или красный. «Когда эти полимеры ис-пользуются в органических светоизлучающих диодах, их различные простран-ственные структуры могут быть использованы для точ-ного контроля излучения света от OLED», – пояснил физик Доминик Райтель.

Исследователи также обнаружили, что удли-ненные полимеры имеют каркас, образованный его боковыми цепями и ста-билизирующий структуру.

«Это приводит к особому преимуществу для свето-излучающих диодов: когда удлиненные полимеры накладываются друг на дру-га, каркасы обеспечивают стабильность, поэтому опти-ческая эмиссия не ослабева-ет», – сказал Райтель.

В сравнительных экс-периментальных иссле-дованиях использовались различные методы. «Ре-шающим фактором была одномолекулярная спектро-скопия при очень низких температурах. Используя этот метод, мы смогли определить цвет излуча-емого света и, наконец, распространение энергии возбуждения по полиме-рам», – объяснил Ричард Хильднер, который коор-динировал исследования в Университете Байройта. Связывание эксперимен-тальных и теоретических методов привело к пони-манию пространственных структур отдельных поли-мерных цепей, которые были бы невозможны с использованием традици-онных методов визуализа-ции. Сделанные учеными открытия в конечном счете помогут улучшить качество картинки экранов устройств, работающих с использованием OLED.

т е м а н о м е р а

28

Панорама

2929


Эксперты консал-тинговой компа-нии Amec Foster Wheeler иссле-

довали британский рынок фторсодержащих полиме-ров и пришли к выводу, что использование этих мате-риалов ежегодно экономит промышленности страны до 20 млрд евро. Они все более активно потребляют-ся энергетиками, произ-водителями электроники, товаров медицинского назначения, автомобилей и представителями аэрокос-мической отрасли.

С одним из видов фторполимеров знакомы все – это политетрафторэтилен, или тефлон, который имеет множество вариантов применения – от антипригарного покрытия посуды до мембранных тканей спортивной одеж-ды. Однако только этим материалом обширный перечень фторсодержащих пластиков не ограничива-ется. «Многие современ-ные продукты зависят от уникальных характеристик фторполимеров. Они хи-мически инертны, прочны, выдерживают перепады температур в широком ди-апазоне и могут использо-ваться в сложных погодных условиях», – говорит Хайнц Кристманн, представитель

группы фторполимеров в PlasticsEurope.

В электроэнергетике фторпластиковые пленки применяются для обмотки высоковольтных прово-дов: материал является хорошим изолятором тока. Аналитики Amec Foster Wheeler отмечают, что применение фторполиме-ров в энергетике позволяет повысить эффективность работы отрасли. В авто-мобильной промышлен-ности прокладки, шланги и облицовка топливных баков из фторсодержащего пластика предотвраща-ют испарение топлива. Фторполимеры облегчают хирургические процедуры в медицинском секторе, что помогает сократить их про-должительность и риск для пациентов. В химических и силовых установках эти материалы используются для защиты оборудования и обеспечения надежной работы чувствительных промышленных процессов.

«В целом, – говорит Хайнц Кристманн, – фтор-полимеры позволяют британским компаниям быть конкурентоспособ-ными на мировом рынке, и, следовательно, их более широкое применение будет способствовать реиндустри-ализации страны».

Экономные фторполимеры

30

Наталья Смирнова

Боец с ржавчинойЧто общего у велопарковки и оборудования газоперерабатывающего завода? В обоих случаях применяются металлы, которые могут разрушаться из-за коррозии. Существует много способов борьбы с ржавчиной. Но московский предприниматель Александр Рыбаков уверяет, что его компания предлагает революционное решение – покрытие, которое выдерживает экстремальные перепады температур, может самовосстанавливаться после царапин и к тому же не оказывает вредного воздействия на экологию.

30

Практика Эффективность

30


В прошлом году в Москве стали использовать новое антикоррозионное

покрытие – им обработали металлические сооружения одного из цехов Люберецких очистных, четыре моста, а также конструкции водоот-ливных установок в стро-ящихся тоннелях метро и велопарковочные комплек-сы. Почти одновременно это же средство опробовали на крупном промышленном предприятии – Южно-Ба-лыкском газоперерабаты-вающем заводе СИБУРа, расположенном в городе Пыть-Ях в Югре. Такие раз-ные объекты, казалось бы, должны быть для них раз-ные решения. Но Александр Рыбаков уверяет, что его продукт справится в любом случае.

Универсальный солдатАлександр Рыбаков – авиа-ционный инженер в третьем поколении – увлекся темой коррозии черных метал-лов еще во время учебы в институте. Сегодня он

представляет две фирмы: научно-производ-ственную компанию «Инновации. Техно-

логии. Производ-ство», резидента «Сколково», и торговый дом «Циноферр», отвечающий за продвижение

продукта. Ан-тикоррозионное покрытие называ-ется так же – «Ци-

ноферр».

31

«Циноферр» может слу-жить более 20 лет, выдер-живает ра-диационное и солнечное излучение

Это двухкомпонентная композиция на неоргани-ческом связующем. Компо-нент «А» – водный раствор силикатов щелочных ме-таллов, приготовленный по собственной запатентован-ной технологии. Компонент «В» – смесь пластинчатых и сферических цинковых порошков высокой чистоты и определенной дисперсно-сти, составленная в точно за-данных пропорциях. Более детально рецептура и способ изготовления «Циноферра» не разглашаются.

СИБУР узнал о суще-ствовании нового покрытия на презентации стартапов, устроенной «Сколково», московские власти – когда «Циноферр» стал побе-дителем конкурса Open Innovation Marketplace. В обоих случаях интерес вызвали свойства продукта.

«Мы внимательно следим за новыми идеями и проектами на рынке, вы-страиваем партнерские от-ношения с организациями, поддерживающие стартапы в сфере химических техно-логий. «Циноферр» – это

яркий пример нашего плодотворного сотруд-

ничества с иннова-ционным центром

«Сколково», резидентами которого являются данная компания и СИБУР», – го-ворит Василий Номоконов, исполнительный директор СИБУРа.

«После обработки изделия «Циноферром» на поверхности металла образуется защитный слой, который представляет собой каркас из силикатного полимера, заполненный частицами цинка. Защита обладает высокой прочно-стью, водостойкостью, элект-ропроводностью. В случае механического нарушения ионы цинка, находящегося в покрытии, образуют гальва-нические пары с ионами же-леза, в результате чего фор-мируется барьерная защита поврежденного фрагмента. Изделие как бы подвергает-ся процессу оцинкования», – рассказывает Владимир Туртиков, операционный директор кластера ядерных и космических технологий фонда «Сколково».

Через жарУ и холодРазработчики уверяют, что «Циноферр» может служить более 20 лет, он выдержива-ет радиационное и солнеч-ное излучение, совместим с большинством финишных

32

Практика Эффективность

покрытий, но может приме-няться и «соло».

Также «Циноферр» термостоек – он сохраняет свои защитные функции на объектах с температурой эксплуатации от –197 °С до +600 °С, а кратковременно до +1200 °С. СИБУР подверг продукт экстремальным испытаниям: опытные образцы были помещены на 90 суток в поток с агрессив-ной коррозионной средой на трубопроводах компрес-сорных станций газопе-рерабатывающего завода. Результаты подтвердили за-явленные свойства материала. Для неф техимической компании это очень важ-но – улучшение защиты от коррозии не просто продлит срок службы оборудования, но и снизит риски аварий.

Еще один тест провел один из крупнейших произ-водителей лакокрасочной продукции в ЮгоВосточ-ной Азии – Berger Paints India Limited. Компания год испытывала «Циноферр», подвергая его разным воздействиям: огня, низ-

ких и высоких температур, влиянию агрессивных сред. Покрытие все выдержало, в том числе 3 тыс. часов в камере соляного тумана без признаков коррозии в месте надреза до металла.

Коррозия – главный бич долговечности конструк-ций. По оценкам экспертов, суммарный ущерб промыш-ленно развитых стран от коррозии металлов достига-ет 5% национального дохода. «Эффективное использо-вание сырья, безотходное производство, продление жизненного цикла вещей – все это наиболее актуальные сегодня задачи. Они же будут представлять интерес в средне и долгосрочной перспективе», – уверен

Специалисты СИБУРа подвергли «Циноферр» серии стрессовых испытаний

Александр Рыбаков. Имен-но поэтому он считает, что такие решения, как «Ци-ноферр», позволяющие продлить жизнь объектов из металла, будут пользоваться устойчивым спросом. От-дельно он обращает внима-ние на то, что это «зеленый» продукт, не оказывающий вредного воздействия на окружающую среду и здоро-вье человека. У «Цинофер-ра» даже есть разрешение на применение в системах питьевого водоснабжения.

УдаР током«Для работы с традицион-ными антикоррозионными материалами требуется специальное оборудование и костюмы химзащиты.

Покрытие сохраняет свои защитные функции при температуре до +600 °С


ей, а с нежеланием менять привычную модель поведе-ния. «Сила инерции рынка велика, – говорит Александр Рыбаков. – Есть продукты менее действенные и небезопасные, но они привычны и используются долгие годы. Для того чтобы люди убедились в эффективности нового решения, требуется время. Здесь речь именно о человеческом факторе и о коррозии системы, прости-те за невольный каламбур. На одной из встреч с круп-ным заказчиком мне ска-зали: «Вы ломаете порядок вещей своим продуктом». Ведь там, где нужно регу-лярно проводить ремонты, можно «осваивать бюдже-ты». Но Александр Рыбаков надеется победить и такую «коррозию».

333333

По утвержденным нор-мам, контакт с вредными веществами не должен превышать получаса, а затем требуется перерыв для восстановления работника. Приведу пример: мы в тече-ние десятилетий не могли открыть цех покраски наше-го специального оборудова-ния в Грозном, на крупней-шем машинострои тельном заводе Северного Кавказа, потому что рядом находился родильный дом и санитар-ноэпидемиологическими нормами запрещалось делать на заводе лакокра-сочный участок. Появление «Циноферра» стало насто-ящим технологическим прорывом», – говорит Семен Гершуни, ведущий научный сотрудник ВНИИНефтемаш, автор более 80 научных патентов в области нефтехи-мии, почетный машиностро-итель и изобретатель.

Одно из направлений его работы – электродеги-драторы, то есть аппараты для отделения воды от сырой нефти путем разру-шения нефтяной эмульсии в электрическом поле.

Это довольно специфи-ческое и редкое оборудова-ние. В мире есть всего не-сколько компаний, которые занимаются такими разра-ботками, а специалистов и вовсе можно пересчитать по пальцам. «Когда нефть вырабатывают электриче-ским током, электрическое напряжение должно уходить через корпус цистерны в землю. А традиционные лакокрасочные покрытия – диэлектрики, они не элек-тропроводны, что мешает организовать данный тех-нологический процесс. Что же касается «Циноферра», он проводит электричество и поэтому для электроде-гидратора подходит просто идеально», – говорит Семен Гершуни.

Продукт выпускается с 2010 года, но с тех пор он претерпел несколько моди-фикаций. «Мы его постоян-но дорабатываем, стараясь расширить функционал с учетом индивидуальных потребностей клиентов, – говорит Александр Рыба-ков. – «Циноферр» хорошо зарекомендовал себя везде, где есть агрессивная среда, в том числе в нефтедобыче и нефтепереработке. Сутки простоя нефтегазовой уста-новки в связи с регламентом использования привычных методов защиты обходятся в 20–30 млн руб. на крупном производстве. Наше покры-тие дает кратное превыше-ние по срокам эксплуатации и существенную экономию средств».

Российским изобрете-нием заинтересовались за рубежом: так, уже подписаны соглашения о сотрудничестве с итальянскими и индийскими пар-тнерами. Путь от разработки до промышленного внедрения в слу-чае с крупными предприятия ми небыстрый. После того как стартап прошел отбор на уровне идеи, предсто-ит еще несколько этапов тестиро-вания на производ-ствах.

Од-нако есть и другие проблемы, связанные скорее не с технологи-

3434

Практика Интервью


Танк из пласТикаТяжелая металлическая броня всегда считалась весомым аргументом в деле защиты войск от огня неприятельских пушек. Но что, если современные полимеры превосходят даже сталь по прочности? О новых материалах для армии «Нефтехимии РФ» рассказал генеральный директор НИИ стали Дмитрий Купрюнин.


35

Могли бы вы на паль-цах объяснить, поче-му требуются новые решения для создания военной брони? Начнем с того, что броне-пробивные характеристики основных противотанковых средств только со времен Великой Отечественной вой ны увеличились в 10 раз. Масса танка при этом выросла всего на 40–50%.

Кумулятивные боепри-пасы (противотанковые управляемые ракеты – так называемые ПТУРы) и противотанковые гранаты сегодня пробивают более метра стальной брони, а бронебойные (или под-калиберные) снаряды – свыше 80 см. Защититься простым наращиванием брони от таких средств по-ражения невозможно.

Поэтому и у нас в стране, и за рубежом давно ведутся поиски новых технических решений для защиты. Из наиболее из-вестных и широко приме-няемых сегодня методов я бы особенно выделил так

называемую динамическую (или реактивную) броню, а также технологии активной защиты.

Что такое динамиче-ская броня?Принцип работы динами-ческой защиты, которой занимается наш институт, заключается в том, что на броню танка укладываются специальные контейнеры с взрывчатым веществом. При попадании снаря-да в такой контейнер он взрывается и разрушает внедряющийся боеприпас. Вес 1 кв. м динамической защиты составляет при-мерно 400 кг, тогда как стальная броня такого же уровня защиты весила бы около 4 т. Таким образом, динамическая защита при-

мерно в 8–10 раз эффек-тивнее. Но у нее есть один существенный недостаток – взрыв вражеского снаряда и контейнера происходит непосредственно на броне. Это плохо и для экипажа, и для оборудования танка.

А альтернатива есть?Есть. Причем впервые этот метод был предложен еще в СССР в конце 1960-х годов. Это технология активной защиты.

С помощью специаль-ных датчиков летящий к танку снаряд обнаружива-ется задолго до попадания в цель. Навстречу ему вы-стреливается контрбоепри-пас, который уничтожает приближающийся объект на подлете. Понятно, что эта технология достаточно сложна и дорога, но с раз-витием микроэлектроники и вычислительной техники она стала вполне реализуе-мой. Сегодня многие стра-ны, в том числе и Россия, начинают ее применять.

Однако это не означает, что интерес к новым бро-

В СССР впервые в мире в защите танка был применен композит на основе стекловолокна

Фрагменты сечения шлема 6S27 в области попадания пули

Дмитрий Купрюнин, генеральный директор НИИ стали

Практика Интервью

невым материалам пропал. Наоборот, им как раз и от-водится основное внимание разработчиков защиты.

За последние 10–15 лет появились какие-то принципиально новые материалы, которые ра-нее не использовались для броневой защиты?Из металлических материалов сегодня активно при-меняются легкие сплавы на основе алюминия и титана. Например, корпус перспек-

тивной БМП «Кур-ганец», БМД4 и многих других бронемашин целиком сделан из алюминиевой брони, разра-ботанной в НИИ стали.

Кроме того, все шире начинают применяться компози-ты на

основе керамики и поли-меров. Замечу, что именно в СССР впервые в мире в защите танка Т64 был при-менен композит на основе стек ловолокна. Оказалось, что против кумулятивных боеприпасов он значитель-но эффективнее стальной брони. Этот композит тоже разрабатывали с участием специалистов нашего инсти-тута.

Одно время конструкто-ры бронетанковой техники так увлеклись, что попы-тались изготовить корпус легкого танка целиком из композита на основе поли-меров, однако и у нас, и за рубежом эта идея пока оста-ется экспериментальной.

Но полимеры для защиты все же

используются?Конечно. Причем данная область ак-тивно развивается.

Что это за плас-тики?

Спектр полимерных материалов, приме-

няемых для защиты, постоянно расширяется. Например, класс ара-мидных баллистических

материалов (то есть мате-риалов для бронезащиты), который открыл извест-ный всем материал Kevlar, сегодня насчитывает уже несколько десятков вариан-тов исполнения – это япон-скоголландский Twaron, корейский Heracron, российские СВМ, «Руслан», «Русар» и др. Одних только марок Kevlar сегодня извест-но более 10. Эти материалы, как правило, использу-

ются в защите в виде тканей из специально

подготовленных волокон или ком-

плексных нитей.

Крой и шитье защитного бронепакета из арамидной ткани для бронежилета

В танке Т-14 «Армата» используются самые передовые разработки в области динамической и активной защиты

36


3737

Арамид 235 км

Дайнима 400 км

Углеродное волокно

195 км

Полиэстер /нейлон

85 км

Стекло 135 км

Сталь 25 км

Высота, на которую можно растянуть трос из

различных материалов до его разрыва под соб-

ственным весом

Другой класс поли-меров, уверенно завоевы-вающих рынок средств защиты, – это сверхвысоко-молекулярный полиэтилен (СВМПЭ). Впервые он был разработан и запатентован в 1979 году в Голландии и получил наименование Dyneema (Дайнима), а чуть позже в США был создан его аналог под названием Spectra. По показателю прочности равновесомое волокно Dyneema в 15 раз прочнее стального и на 40% прочнее арамидного волок-на. Именно стойкость этого волокна и нечувствитель-ность к намоканию при-влекли данный материал сначала для изготовления рыбацких сетей, канатов, а недавно СВМПЭ заметили и разработчики средств защиты.

Его уже используют в ВПК?Да, причем практически по всему миру. К сожале-нию, Россия пока что не смогла организовать его производство, хотя по этому поводу принималось не

одно правительственное решение. И это притом что отечественные техно-логии получения волокна СВМПЭ, разрабатываемые, например, в лаборатори-ях Фонда перспективных исследований, по стоимости и некоторым качественным показателям заметно превосходят западные аналоги. Однако, несмотря на эти преимущества, мы вынуждены продол-жать использовать импортный материал.

Что касается характеристик СВМПЭ, то бронепанель, защищаю-щая от пуль пистолета ТТ, из этого материала почти вдвое легче, чем стальная. А бронепанель, защищаю-щая от пуль автомата Ка-лашникова, легче на 30%. Естественно, этот полимер нашел широкое примене-ние, в первую очередь в средствах индивидуальной бронезащиты. Хотя и в структурах защиты военной техники (причем не только сухопутной) полиэтилен

Процесс шлифования шаров

Практика

38

Бронепанель, защищаю-щая от пуль пистолета ТТ, из сверхмо-лекулярного полиэтилена почти вдвое легче, чем стальная

Интервью

начинает применяться все активнее.

Чем СВМПЭ отличается от обычного полиэтилена, который всем знаком?Молекулы полиэтилена имеют вид длинных цепо-чек. В обычном полиэти-лене они располагаются хао-тично и связи между ними минимальны. Поэто му прочность материала отно-сительно невысока. Но если эти молекулы ориентиро-вать в одном направлении, то их сцепление между собой резко возрастает и мы получаем новое волокно с уникальной прочностью.

Отличается также про-цесс производства. В арами-дах применяют так назы-ваемую технологию UD. Ее принцип заключается в том, что нити из волокон СВМПЭ укладывают рядами в одном направ-лении, а следующий слой – в другом, причем они не переплета-ются. Из практики известно, что любое плетение нитей ухуд-шает баллистические характеристики материала. Поэтому защитные структу-ры из СВМПЭ улучшаются также за счет метода произ-водства.

Какие еще нефтехимические продукты используются в защите?Конечно, арамидами и СВМПЭ перечень иннова-ционных материалов для защиты не исчерпывается. Перспективными также яв-ляются водородонаполнен-ные композиты на основе полиизобутилена для про-тиворадиационных систем, новые виды взрывчатки в элементах динамической защиты перспективных танков и различные сред-

ства маскировки, начиная от специальной деформирую-щей окраски и заканчивая компонентами для поста-новки дымовых завес. Кроме того, в наших штурмовых шлемах используются поли-мерные прозрачные стекла, а для защиты топливных ба-ков от взрыва применяются специальные полиуретаны. Все перечисленное – про-дукты нефтехимии. Причем список можно продолжать еще долго.

А кроме защитных систем, они както используются?Во множестве компонен-тов. Приведу только один пример. Сегодня в погонах башен всей легкоброни-рованной техники вместо стальных элементов исполь-зуются полимерные шары из специального фенилона. Представьте себе, какие нагрузки должна выдержи-вать эта деталь: по сути, это подшипник большого ди-аметра, на котором враща-ется башня танка, который должен вести активный огонь из пушки, перемеща-ясь при этом по пересечен-ной местности. Вот такой уникальный материал смог-ли создать химики, а у нас получилось его применить. Фенилон не только заменил здесь высоколегированную сталь, он позволил более чем на 100 кг уменьшить массу погонного устройства. При этом использование полимера позволило по-лучить целый ряд эксплу-атационных преимуществ. В частности, новый погон не требует смазки, не боится воды и грязи, прекрасно гасит вибрационные и ударные нагрузки, обладает уникальной коррозионной и химической стойкостью, прост и технологичен в производстве.

Насколько быстро сейчас идет внедрение новых материалов в ВПК? Все же речь о достаточно консервативной отрасли.Внедрение новых матери-алов в бронезащиту всегда идет не просто. И это по-нятно, ведь новое решение необходимо проверить на его работоспособность в любых возможных ситуаци-ях. Меня веселят некоторые «разработчики», которые,

Российская боевая экипировка «Ратник»

3939


Шкура животногоПо легенде, Геракл был облачен в шкуру Немейского льва, защищающую от любых ударов.

ЧешуяБронзовые (а впоследствии стальные) пластины внахлест дела-ли в подражание животным. Они хорошо защищали от стрел и колющих ударов. В Сибири были такие доспехи также из костя-ных и деревянных пластин.

КевларДальнейшее развитие материаловедения подарило миру такие легкие и стойкие к повреждениям продукты, как кевлар, вы-сокомолекулярный полиэтилен и керамические пластины, из которых делают современные бронежилеты.

БумагаДревние китайские воины были облачены в доспехи из плиссированной бумаги – они отражали попадание стрел под прямым углом.

КольчугаДоспех из железной проволоки, скрученной в кольца, был легок и не сковывал движения. Но он мог быть пробит копьем и не защищал от ударов булав, а потому кольчуги обычно носили вместе с железными латами.

ТканьДревние египтяне, греки и даже американские индейцы ис-пользовали доспехи из многослойной ткани. Стеганые кафтаны использовали и воины Древней Руси.

ЛатыДоспехи из крупных металлических пластин, отлитых по форме тела воина, носили средневековые рыцари. Хотя пластинчатые ки-расы использовали еще древние греки и римляне. Их кирасы точно воспроизводили форму тела – не только для красоты, но и для луч-ших защитных свойств, так как рельеф играет роль ребер жесткости.

КожаКожаная «куртка» из дубленых шкур, сшитых в два-три слоя, защищала от стрел, рубящих и колющих ударов. Некоторые кожаные доспехи весили, как металлические латы.

НейлонПервые бронежилеты начали использовать американцы в 1950-х годах во время корейской войны – тогда они состояли из многослойного нейлона и защищали от осколочных ранений. Затем защиту усилили, добавив пластины из броневой стали, выдерживающие пулевые попадания.

СтальОткрытие бессемеровского процесса производства стали в XIX веке ознаменовало не только начало второй промышленной революции, но и старт настоящей гонки вооружений. Появился дешевый и прочный материал для создания оружия и брони.

пару раз успешно постре-ляв в свой новый материал, сразу начинают атаковать все инстанции, доказывая необходимость срочного его использования. От такой защиты нужно защищаться.

Правда, нельзя отрицать обратное: заказчики иногда излишне осторожничают, заставляя нас проверять и перепроверять. В качестве примера приведу историю с тканевополимерным шле-мом, модификации которого сегодня с успехом использу-ются в том числе в комплек-те «Ратник». В 1978 году НИИ стали предложил вместо стального шлема сделать шлем из композита на основе арамидной ткани (на тот момент она толь-ко-только появилась в СССР) и обычной полиэтиленовой пленки. Шлем при этом становился в 1,8 раза легче серийного стального СШ-68 и имел в полтора раза выше уровень противоосколочной стойкости. Потребовалось 22 года, чтобы этот шлем (6Б7) был принят на воору-жение – он начал поступать в войска только в 2000-х. Напомню, что американцы аналогичную разработку приняли на вооружение уже в 1980 году.

Означает ли это, что мы отстаем в оснащении своих вооруженных сил новыми средствами защиты?Конечно, нет. Как говорят о России, мы долго запря-гаем, но быстро едем. Вот и в части индивидуальной защиты так же. И бронежи-лет из полимерных материа-лов, и шлем мы приняли на во оружение значительно позже тех же американ-цев, но сегодня российская экипировка бойца считается одной из лучших в мире.

Решения для защиты воинов, найден-ные человеком за всю историю

39

40

Екатерина Козлова

Гости из будущеГоСтартовал VI Международный инженерный чемпионат CASE-IN – уникальный практико-ориентированный турнир для студентов и молодых специалистов. В этом году в программу соревнований впервые включена нефтехимия. Открытие нового для CASE-IN направления состоялось в марте в Томске.

40

Практика Технологии

41


Чемпионат CASE-IN охва-тывает более 30 российских регионов, 45 вузов, око-ло 150 ком-паний и научно-иссле-довательских институтов. Кроме того, в соревновании принима-ют участие студенты из Казахстана, Узбекистана, Киргизии и Беларуси

соревнования пополнились задачами по нефтехимии. Стратегическим партнером выступил СИБУР.

Кейс по направлению «Нефтехимия» был связан со строительством комплекса «ЗапСибНефтехим» вблизи Тобольска – того самого, по которому можно было совершить виртуальное путе-шествие. Студентам предсто-яло определить узкие места в технологических схемах установок газофракциониро-вания, пиролиза, полимер-ных производств и решить, как обеспечить бесперебой-ную работу предприятия и оптимизировать затраты.

– Когда скинули задание, мы сказали себе: «Будет тяжело», – говорит Александр Крутей, капи-тан команды Инженерной школы природных ресурсов Томского политеха. – Да, в вузе есть лаборатории, ста-вятся проблемные задачи, но все они в той или иной мере носят абстрактный характер. С case study это не сравнится. Бывает, садишься играть в компьютерную игру с ботами и быстренько всех «выно-сишь». А бывает, попал на сервер с крутыми ребятами и сражаешься серьезно. Так и здесь.

То, что case study – мощ-ный инструмент, отмечают также представители вузов.

Работа над кейсом может сравниться со стажировкой в компании: он не хуже VR-шлема переносит челове-ка в заданную реальность, где ему приходится разбираться в существующих процессах, применять на практике тео-ретические знания, работать в команде, учиться развивать и структурировать свои идеи, правильно продвигать их.

– Но с кейсом можно справиться, только если уже есть хорошая образователь-ная база, – уверен Сергей Кудряшов, заместитель директора по научной работе Института химии нефти Сибирского отделения РАН, один из членов жюри. – Времени немного, на пустом месте задачу не решить.

Человек-мембрана Кейс-чемпионат – уникаль-ная площадка, где встреча-ются два центра решений: вузы и компании. Вуз с пози-ции будущего специалиста – отправная точка в профес-сии, компания – вызов.

– В направлении «Неф-техимия» смогли принять участие не только студенты, получающие образование по одноименной специально-сти, – говорит доцент кафе-дры высокомолекулярных соединений и нефтехимии Томского государственного университета Елена Берези-

Молодой чело-век широко разводит руки и несколько раз

оборачивается вокруг себя: «Супер! Ухожу надолго!» На нем шлем виртуальной реальности, с помощью которого он путешествует по новому нефтехимическому комплексу. А вокруг кипит бурная жизнь: в Томском по-литехническом университете начинается региональный этап инженерного чемпиона-та CASE-IN. Атмосфера как в аэропорту: идет регистрация участников, в зале сдержан-ный гул голосов. Но сразу обращаешь внимание, что много молодежи собралось в одном месте. Много даже для студенческого Томска.

«будет тяжело»CASE-IN – крупнейшее практико-ориентированное соревнование в СНГ, в ходе которого участники пробуют решать реальные инженер-ные кейсы. Никто не ждет, что ответ будет найден мгновенно, на подготовку отводится 10 дней. Итого-вую презентацию оценивает экспертная компания.

До недавнего времени CASE-IN включал пять на-правлений: геологоразведку, горное дело, металлургию, нефтегазовое дело и элек-троэнергетику. В этом году

В этом году соревнования CASE-IN пополнились задачами по неф техимии

Практика Технологии

42

на. – Были ребята с кафедр физической химии, органи-ки. Мы постоянно проводим такую мысль, что, окончив химфак, они смогут найти себя в совершенно разных направлениях. Таково уж университетское образова-ние, универсальное. Наши выпускники знают, как добрать знаний.

Соревнования в таком формате – это еще и трена-жер для развития soft skills, гибких навыков, которые не зависят от специфики работы, но помогают макси-мально раскрыть потенциал. Умение действовать в коман-де и нести ответственность за привнесенные решения – такие качества ценятся работодателями.

– В нашей команде за-крепленных ролей не было. Только капитан оставался капитаном. А один из участ-ников – Илья Эфтор – был своеобразной мембраной. Он искал и отсеивал сла-бые места в обсуждаемых идеях, – рассказывает Дарья Афанасьева, студентка Ин-женерной школы природных ресурсов Томского полите-ха. – Идеи предлагали все. Принимались те, где была лучше аргумен тация.

Инженерный пазлНе сговариваясь, обе побе-дившие в отборочном этапе команды – как из Томского государственного универ-ситета, так и из Томского политехнического универ-ситета – предложили ввести дополнительную установку по избавлению входного сырья от серы. Чистить они собра-лись такой продукт переработ-ки попутного нефтяного газа, как широкая фракция легких углеводородов – ШФЛУ. На газоперерабатывающих заво-дах ее избавляют от сероводо-рода и других примесей, но, по мнению будущих инжене-ров, дополнительное устра-нение серы непосредственно перед газоразделением по-зволит сберечь оборудование от коррозии и продлить его межремонтный пробег. Проя-вив экологическое мышление, одна из команд предложила применять полу-чен-

ную серу и ее композиции в качестве добавок к полиме-рам.

Выносились на суд экс-пертов и идеи по внедрению катализаторов с повышен-ной активностью. Катализаторы – незаменимые помощники при полиме-ризации, они ускоряют реакцию. Предложение использовать катализаторы с повышенной активностью, когда на 1 г вещества образу-ется 200–300 кг полимеров, из уст конкурсантов звучало азартно.

Удачным эксперты признали решение по усовершенствованию ножей в экструдере – устройстве, которое можно сравнить с мясорубкой, когда нужно быстро и наглядно объяс-нить принцип наработки полимерных гранул. Через множество отверстий выхо-дит расплавленная масса, а ножи формируют из нее гра-нулят. Будущие инженеры предложили конструкцию ножей, которые будут лучше прижиматься к фильере (высокопрочной форме, че-рез которую продавливают пластические вещества), что позволит формировать более однородные по размеру и форме гранулы.

– Важный навык, который можно отработать, решая инженерные кейсы, – это способность собирать воедино разрозненные сведения и формировать на их основе инженерное реше-ние. Ребята действительно были очень вовлечены. Звучали хорошие идеи: одни уже применяются в компа-

4343


нии, другие обсуждались на техсоветах. Участники не могли об этом знать, не вся информация имеется в открытом доступе, так что они сами смогли прийти к этим решениям, – пояснил главный эксперт направ-ления «Технологическая эффективность» СИБУРа Артур Ковин.

– Все, что предложили команды, было правиль-но. Ребята напрасно от нас, экспертов, ожидали однозначной оценки. Да, можно скорректировать ход мысли, но у нас не было конверта с верными отве-тами, – поясняет Наталья Шелехова, замдиректора по производству Томского завода катализаторов. – Это очень хороший опыт. Если бы в мое время был такой кейс-чемпионат, я была бы счастлива.

«Цифровой» заводЗначительная часть предло-женных решений касалась цифровизации.

– Предлагалось вне-дрить APC – систему улучшенного управления технологическим процессом. Такие решения дают эко-номический эффект, плюс обеспечивается стабильное

ведение режима, – говорит Артур Ковин.

Как образно вырази-лись будущие инженеры, APC – это как поставить производственный процесс на автопилот, предваритель-но выведя его на нужный режим. Далее машина сама управляет процессом, регу-лирует параметры.

Звучали идеи из сферы продвинутой аналитики применительно к техобслу-живанию оборудования, когда работа с big data помогает спрогнозировать точное время выхода агрега-та из строя. «В идеале если в компрессоре пойдет вибра-ция, то, применив модель и обработанные с ее помощью сведения, я смогу сказать, что через 24 часа накроется тот или иной подшипник», – упрощенно описывает суть «цифровой» идеи один из участников.

Еще одно решение, предложенное студентами, – использовать беспилотные аппараты для обследования состояния изоляции на трубопроводах нефтехими-ческого комплекса.

– Меня, как выпуск-ника политеха, помимо таких наглядных цифровых решений, порадовало то,

что ребята предложили применить математическую модель для определения уз-ких мест в технологических схемах, – поделилась Ната-лья Шелехова. – Да, были идеи построить дополни-тельные установки, заменить какие-то узлы, но поискать резерв уже существующего оборудования с помощью оптимизационной модели догадались не все.

После подведения ито-гов интересуюсь у коман-ды-победителя, что привле-кает в нефтехимии, только прошу не говорить стандарт-ное: «Химия нравилась еще в школе».

– Это вечная отрасль, к тому же гибкая по сырью. Сейчас на первый план в качестве исходного сырья выходит попутный нефтя-ной газ. Потенциально сырьем могут быть и уголь, и биомасса. Почему нет? А продукция нефтехимии всегда будет пользоваться спросом, – говорит Илья Эф-тор. – Часто не осознаешь: все, что мы видим вокруг, создано благодаря нефтехи-мии: одежда, обувь, мебель, электроника, автомобили. Если от всего этого отка-заться, то мир как-то серее становится.

Студенты про-анализирова-ли, насколько достижения Индустрии 4.0 применимы в нефтехимиче-ской отрасли

Команда Томского политехнического института – победитель направления «Нефтехимия»

44

Варвара Фуфаева

И в воде не тонетПетрозаводский инженер Алексей Соловьев создал вездеход-амфибию из обычной малолитражки. Улучшить проходимость машины ему помогли пенополистирол и полиэтиленовые водопроводные трубы. Изобретатель говорит, что его творение может быть полезно туристам, путешествующим по Карелии.

44

Практика Пластмассовая жизнь НЕФТЕХИМИЯ РФ№2 (45) май 2018

Машину высокой проходимости петрозавод-ский умелец

назвал PTZavr. Параметры вездехода совсем неболь-шие: его длина немно-гим больше трех метров, ширина – меньше полутора метров. Зато PTZavr можно загнать в грузовой фургон для перевозки, да и в лесу ему проще маневрировать.

«Мы очень активные туристы и до конструиро-вания PTZavr’а катались на джипах. Однако в лесах и на болотах машины нередко ломались. Так родилась идея строительства везде-хода-амфибии», – расска-зывает Алексей Соловьев. Прототипом стал популяр-ный канадский вездеход Argo – его с 1960-х годов производит компания Ontario Drive & Gear.

Под капотом PTZavr’а 52-сильный мотор от Daewoo Matiz объемом 0,8 л. Масса машины со-ставляет всего 1,1 т. В кабине могут разме-ститься три

взрослых человека. На ровной дороге вездеход может разогнаться только до 35 км/ч. Но зато он без проблем передвигается по сложному рельефу, преодо-левая даже болота.

Для этого PTZavr обору-дован шестью колесами от квадроцикла и самодельны-ми гусеницами из пустоте-лых водопроводных труб весом 32 кг. На твердой дороге такое «обмундиро-вание» не нужно, поэтому трубы крепятся на крыше. Но в случае необходимости «переобуть» вездеход мож-но всего за 15 минут.

Трубы сделаны из пластика. «Этот материал легче металла, но при этом он стоек к повреждени-ям. Сначала трубы были полипропиленовые, затем мы перешли на полиэтилен низкого давления, так как он лучше выдерживает низ-кие температуры», – пояс-няет Алексей Соловьев.

В воде PTZavr может развивать скорость до

7 км/ч за счет подъемной

45

колонки с винтом. Расправ-ляемые понтоны из пенопо-листирола в виде крыльев делают кузов шире, а значит, устойчивее на воде. Благо-даря надувным понтонам на бортах пневмобаллоны мож-но не использовать в случае, если в кабине находятся все-го два человека. В обычное время сложенные «крылья», обитые снизу алюминием, а сверху микропористым пла-стиком, защищают кабину вездехода от механических повреждений при движении через густые леса.

PTZavr бороздит ка-рельскую местность уже несколько лет, и за это время он прошел только один серьезный ремонт. Причем из 96 гусеничных треков подлежали замене лишь 14. Необходимые детали можно изготовить менее чем за один день. Алексей Соловьев нарезает гусеничные треки из водопроводных труб, а затем придает им нужную форму под нагревом. Вся конструкция нанизывается на веревку и закрепляется несколькими гайками у основания.

Теперь изобретатель строит новую модель везде-

хода – он хочет допол-нительно снизить вес

машины. Для этого металлические детали верхней части кузова заме-нят пластиковые щитки на железном

основании, а вместо боковых стекол будет

использован моно-литный поликарбонат. «В плане «начинки» первый вездеход безо-пасен и проверен со всех сторон часами катаний по

карельским болотам. Но в новой модели мы хотим усовершенствовать ди-зайн», – добавляет Алексей Соловьев.

46

практика Калейдоскоп

карта международныхновостей

46

практика Калейдоскоп

ИталияВдохновившись ретромоделями, креатив-ный директор Gucci Алессандро Микеле придумал пляжную сумку из не вполне привычного для высокой моды материа-ла – резины. Хотя критики сравнили ее с корзиной для белья и ведерком для льда, сумка пользуется невиданным спросом у модниц – магазины вынуждены делать дополнительные заказы. Выпускается это чудо в четырех цветах. Кроме знамени-того логотипа, сумку украшают надписи Guccification и Sine Amore Nihil, что озна-чает «Без любви – ничего».

сШаОснователь компании Phantom Frames Форрест Смит вопло-тил в жизнь идею своего сына, разработав детский велосипед с освещаемой рамой. Для его создания был использован сверхпрочный поликарбонат Makrolon. Подсветка сделана с помощью размещенных в полостях труб рамы светодиодов. Она почти незаметна днем, но зато поражает буйством красок вечером и ночью. Для работы подсветки нужно лишь не-сколько батареек ААА. Новый велосипед не только красив, но и безопасен – благодаря светящейся раме его лучше видно в темное время дня на дороге.

великобританияКомпания Gumdrop, основанная дизайнером Анной Буллус, разработала цикл перера-ботки жвачки. В итоге получается материал Gum-tec, который может использоваться для производства целого ряда изделий – от футля-ров для смартфонов до резиновых сапог. Для сбора жвачки на улицах размещены розовые контейнеры в форме пузыря, рядом с которы-ми размещены таблички с описанием целей акции. На заводе по переработке мусора от жвачки отделяется все лишнее (например, бу-мага), затем она измельчается и соединяется с пластиком. Пропорция варьируется, но доля жвачки в смеси не опускается ниже 20%.

Ист

очни

к: g

umdr

opltd

.com

47


47

АвстралияСкульптуры Патриции Пиччинини будоражат воображение. Посещение «Любопытного влечения», ее новой выставки в Музее современного искусства в Брисбейне, вряд ли может оставить кого-то равнодушным. Сделанные из силикона, фи-бергласса и человеческих волос скульптуры предельно реа-листичны. Пиччинини работает в разных техниках, включая фотографию, видео и рисунок, но наибольшую известность ей принесли ее гиперреалистичные скульптуры. Специально для этой выставки было изготовлено 70 инсталляций.

ЯпонияToyota начала продажи автобуса Sora, работающего на водородных топлив-ных элементах. Планируется, что такой транспорт будет использоваться в Токио для перевозки пассажиров во время Олимпийских и Паралим-пийских игр 2020 года. Батарея топливных элементов включает в себя электролит из твердого полимера. Sora – акроним от слов Sky, Ocean, River, Air («небо», «океан», «река», «воздух»), которые связаны с кругово-ротом воды в природе. Ведь побоч-ным продуктом такого типа водород-ного двигателя является вода.

КитайПроизводитель искусственных суставов Okani Medical Technology разработал полностью полимерный коленный имплант. В качестве материала разработчики выбрали полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) бельгийской фирмы Solvay. Новое решение от Okani предполагает более низкую стоимость по сравнению с традиционными система-ми, основа которых – металл. Кроме того, по данным разработчи-ков, импланты из ПЭЭК изнашиваются на 50% меньше, нежели аналоги. Коммерческий выпуск планируется начать в 2020 году.

РоссияУченые Саратовского государственного технического университета со-здали инновационный фильтр для очищения и обеззараживания воды. Его главное достоинство – низкая цена: фильтр будет стоить в 10 раз дешевле зарубежных аналогов. По словам разработчиков, используемая технология позволяет очистить воду даже от самых сложных загрязне-ний: нефти, тяжелых металлов, нитратов и нитритов, красок и краси-телей. Внутри фильтра, пластиковой коробочки размером 30 на 5 см, материалы природного происхождения (глина и смола), но обработаны они специальным полимерным составом. Продукт прост в применении, он ориентирован не только на сотрудников экстренных служб, но и на обычных дачников и туристов.

Ист

очни

к: so

lvay

.com


Ист

очни

к: q

agom

a.ql

d.go

v.au

48

Ольга Дмитриева

Матрасы вреМениВерные спутники нашего сна – подушки и матрасы – превратились в высокотехнологичные изделия, в производстве которых используются последние достижения науки. На смену тюфяку, набитому травой, пришли вещи из полимеров, которые могут запоминать форму и лечить от болезней.

48

Тайм-ауТ Вещи

до XIX века. Важной вехой в эволюции матраса стал 1853 год, когда стали ис-пользоваться стальные пру-жины. Правда, сначала они «обосновались» в сиденьях стульев, кресел и диванов. Применение пружин в матрасах было запатенто-вано немецким инженером Генрихом Вестфалем в 1871 году, а широкое приме-нение они получили лишь в 1930-х.

История подушки немного другая. Ее изна-чальное предназначение вовсе не комфорт во время сна, а сохранение прически. Такие подставки, найден-ные в гробницах Древнего Египта, и подушками-то назвать сложно.

Мягкие подушки впер-вые появились у древних греков, которые в стремле-нии ко всему прекрасному превратили их в настоя-щие произведения искус-ства. Оценили подушки, в особенности пуховые, затем и римляне. Однако наибольшей популярно-стью такие вещи пользо-вались в арабских странах, где их богато расшивали, украшали кистями и бахромой.

Долгое время подушки были атрибутом жизни исключительно обеспе-ченных людей, и только после промышленной революции конца XVII – начала XIX века они стали доступны буквально всем.

Человек всег-да стремился создать себе ком-фортные условия

для сна. Древние люди, устраиваясь на ночлег возле огня, сооружали подстилку из веток, сухих листьев или травы. Того, кому первому пришла в голову идея по-крыть их сверху звериными шкурами, можно считать изобретателем матраса. Имя его, увы, науке не-известно. Зато можно с определенными допущени-ями назвать возраст самого древнего матраса. В пещере на юге Африки археолога-ми было обнаружено со-оружение, напоминающее спальное ложе, которому 77 тыс. лет. Оно состоит из 15 слоев окаменевших остатков растений и глины. Любопытно, что поверх-ность прадедушки матраса покрыта листьями лавра, аромат которых отпугивал насекомых. Так что самые передовые решения ис-пользовались в «индустрии сна» прямо со времени ее зарождения.

Перья и ПружиныВ более или менее привыч-ном для нас виде матрас появился в Древнем Риме в начале I века н. э. Вариант для бедняков представлял собой холщовый мешок, набитый соломой, кон-ским волосом или шер-стью. Богачи, естественно, предпочитали более мягкие и дорогие материи, а в качестве наполнителя тогда использовались перья птиц.

Эта технология практи-чески не менялась вплоть


49

Матрасы с шерстью и соломой многие века не имели альтернативы для бедных слоев населения

Тайм-ауТ Вещи

му и будто бы обволакивает. А поскольку при этом она не оказывает обратного давле-ния, то создает своеобраз-ный эффект невесомости. Важно и то, что, как только воздействие на него пре-кращается, материал почти сразу же возвращается в исходную форму.

НезаметНое лечеНиеЕсли раньше в спальных принадлежностях ценилось прежде всего удобство, то сегодня на первый план вы-ходят лечебные и профилак-тические свойства. Особое значение придается способ-ности подушек и матрасов оказывать воздействие на опорно-двигательную систе-му человека.

«Наш позвоночник имеет изгибы, которые меняются с возрастом или при заболеваниях: сколиозе, остеохондрозе и др. Интен-сивность этих изменений зависит от деформации межпозвоночных дисков, со-стояние которых нормализу-ется в период ночного сна и при исчезновении ортоста-тической, то есть связанной с вертикальным положени-ем тела, нагрузки», – пояс-няет травматолог-ортопед высшей категории Алек-сандр Маскин.

РекоРды «индустРии сна»

1 Думаете, что водяной матрас – современное изобретение? Вовсе нет.

Первые такие вещи появились в Древней Персии. Они представляли собой мешки из козьих шкур, наполненные водой. Во вто-рой раз такие матрасы были изобретены в 1873 году британским хирургом, одним из основоположников патологоанатомии Джеймсом Педжетом. Он применил водяную кровать для профилактики про-лежней в одном из лондонских госпиталей. В 1895 году такие кровати продавались в магазинах, но не завоевали тогда популяр-ности.

2 Самый большой в мире матрас, попавший в Книгу рекордов Гиннесса,

был сделан в Марокко в 2013 году. Весил гигант больше 11 т, его длина составила 20 м, ширина – 16 м. На нем смогли раз-меститься больше 200 человек.

3 Однажды римский император Октавиан Август приказал приоб-

рести подушку патриция, чье имущество распродавали за долги. В ответ на недо-умение на лицах свиты он сказал: «Эта подушка поистине бесценна, ибо дарует спокойный сон погрязшему в долгах».

4 В ткани чехла матраса Magniflex Gold содержится золото 916-й про-

бы. Этот драгоценный металл, по словам представителей марки, используется не только ради красоты и «добавленной стоимости», но и в качестве антибакте-риального материала.

5 Ежегодно в Лейстерском универси-тете в Англии самым скучным лек-

торам присуждается золотая, серебряная и бронзовая награда в форме… подушки.

Все лучшее – сНуВ XX веке создатели по-стельных принадлежностей стали охотно использовать передовые научные до-стижения и разработки. Так, открытая в 1839 году технология вулканизации резины из сока каучуково-го дерева гевеи до сих пор применяется в производстве латексных материалов для подушек и матрасов. Вспе-ненный полиуретан уже в середине 1950-х годов был на службе у американских промышленников. А бла-годаря искусственному ла-тексу, полученному в 1970-х годах, упругие «тюфяки» стали более доступными по цене.

Дальше – больше. «Земных» разработок «ин-дустрии сна» стало мало, и в 1992 году был изготовлен первый матрас из пены, запоминающей форму. Этот материал, по сути, являю-щийся модифицированным пенополиуретаном, пришел из космической отрасли. В NASA его использовали для изготовления кресел, чтобы снизить нагрузку на астронавтов во время запу-ска космического корабля.

Под воздействием тепла и давления тела человека такая пена принимает фор-

50

Вспененный материал с памятью формы придумали для космической отрасли. однако теперь его используют для производства подушек и матрасов


НациоНальНые особеННости сНа

В разных уголках планеты люди и спят по-разному.

Самая известная, наверное, традиция, имеющая отношение ко сну, – это послеобеденная сиеста, распространенная в средиземномор-ских странах. Правда, ученые говорят: чтобы такой сон был полезным для здоровья, длиться он должен не более 30 минут.

Жителям Германии не мешает свет уличных фонарей, ведь, как пока-зали исследования, около 1/3 населения страны не задергивает на ночь шторы.

Англичане, перед тем как отпра-виться в кровать, выпивают горячий чай или молоко. Есть у них и пикант-ная привычка, не вяжущаяся с особен-ностями климата Туманного Альбио-на, – спать голышом.

Канадцы, наоборот, предпочи-тают предаваться ночному отдыху в одежде, при этом из всего гардероба особенно любят… носки.

У жителей Страны восходящего солнца со сном напряженные отно-шения. По данным исследований, они спят меньше других народностей. Так, в Токио средняя продолжительность сна составляет всего 5 часов 46 ми-нут. Зато в Японии не считается за-зорным вздремнуть на рабочем месте.

Россияне также испытывают дефицит сна, но часто «добирают» драгоценные минуты по дороге на работу в общественном транспорте. Такого, как утверждают исследова-тели, не встретишь в Европе, где все с утра стремятся выглядеть свежими и полными сил, независимо от того, выспались они или нет.

Американцы больше других наро-дов отличились привычкой смотреть перед сном телевизор и тем, что охотно берут на ночь в постель своих домашних питомцев.

Самого, наверное, полезного для здоровья ритуала придерживаются жители Мексики: перед тем как отой-ти ко сну, они обязательно принима-ют горячий душ или ванну.

лекарственных трав, обла-дающих успокаивающим и расслабляющим действием (валерианы, хмеля, лаван-ды), помогает бороться с бес-сонницей. Для аллергиков также есть масса вариантов. «Большинство материалов, применяемых в настоящее время для изготовления матрасов и подушек, гипо-аллергенны. В основном это искусственные материалы, такие как холлофайбер, пенополиуретан, латекс», – говорит врач-аллерголог Игорь Орлов. Есть и такие «ночные спутники», кото-рые во время сна делают массаж. Такими способно-стями, в частности, обла-дают изделия на основе геля. Этот инновационный материал имеет также охлаждающий эффект, кото-рый способствует снижению потоотделения.

К звездам на подушКеДизайнеры и конструк-торы продолжают экспе-риментировать с формой и содержанием спальных принадлежностей. Есть

такие футуристиче-ские образцы, при взгляде на кото-рые понимаешь, что будущее уже наступило. При этом почти все они имеют одну общую черту – максимальное

погружение в личное

простран-ство.

Другими словами, восстановление формы межпозвоночных дисков, обеспечивающих важней-шую амортизационную функцию, возможно только в горизонтальном положе-нии. И что, если не матрас и подушка лучшие в этом деле помощники? Однако для лечения и профилак-тики, замечает специалист, подходят не все изделия, а только ортопедические – специально разработан-ные для физиологической коррекции позвоночника. Это, как правило, сложные многослойные конструкции. Например, ортопедический матрас – это «пирог» из основания (пружинного блока), наполнителя (из латекса и войлока), мягкого слоя (из пенополиуретана и синтетических нетканых материалов периотека или холлофайбера) и наматрас-ника (из натуральных или смесовых тканей).

В лечебных целях используется не только конструкция подушек и матрасов, но и наполните-ли. Например, «начинка» из высушенных

51

Тайм-ауТ

КаК правильно выбрать подушКу и матрас

1 Правильное распределение веса чело-века во время сна зависит от жестко-

сти матраса. Чем больше вес спящего, тем выше должна быть жесткость. Людям с массой тела до 55 кг подходит мягкий вари-ант, 55–90 кг – средней жесткости, более 90 кг – жесткий. Также жесткие матрасы рекомендуются детям и подросткам для формирования правильной осанки.

2 На хорошей подушке голова лежит на одном уровне с телом. В таком поло-

жении сохраняются естественные изгибы позвоночника, верхняя часть туловища расслабляется.

3 Если вам нужен матрас с ортопедиче-ским эффектом, выбирайте вари-

анты с независимым блоком пружин либо беспружинный. При наличии проблем со здоровьем, особенно с опорно-двигательным аппаратом, обязательно проконсультируй-тесь с врачом.

4 Тем, кто спит на спине или животе, подойдут квадратные и прямоуголь-

ные подушки, а любителям спать на боку – эргономичной формы.

5 Наиболее гигиеничны спальные принадлежности с наполнителями из

искусственных материалов. Они обладают бактерицидными свойствами, гипоаллер-генны и гигроскопичны.

6 Самое главное правило – вам должно быть удобно! Протестируйте не-

сколько вариантов подушек и матрасов: вам должно быть комфортно не только лежать на них в той позе, в которой вы

привыкли спать, но и поворачи-ваться.

кроватью язык не повора-чивается, больше это похо-же на каюту космического корабля из фантастическо-го фильма. В ней можно не только спать – в ней можно жить. Для этого в «каюте» есть все необходимое, и даже больше: акустическая система, жалюзи, лампы для чтения, встроенный домашний кинотеатр, ком-плексная система управле-ния «умным» домом.

И все-таки больше других удивил своим изобретением голландский инженер Янияп Райсенар. Он создал, наверное, самый высокотехнологичный на сегодняшний день матрас. Тот ни много ни мало парит в воздухе на высоте 40 см от пола. Без тросов, без опор, все благодаря сложной системе магнитов.

Кажется, недалек тот день, когда с помощью подушек и матрасов мы сможем путешествовать не только по сновидениям, но и между мирами.

Источник: animicausa.com

Вещи

Так, капсула для сна, спроектированная мекси-канцем Альберто Фрай-асом, больше похожа на уютный кокон с водяным матрасом. Обволакива-ющая форма капсулы, внутренняя подсветка, встроенные динамики для прослушивания музыки – все предназначено для того, чтобы отключиться от внешнего мира.

На создание кровати Feel Seating System ди-зайнеров израильской компании Animi Causa вдохновили молекулы. Именно их символизируют мягкие шары, из которых состоит эта необычная конструкция. Внутри они наполнены синтетическим вспененным материалом, сверху покрыты эластичной тканью, что позволяет соз-давать формы, на которые только хватит фантазии.

Дальше всех шагнули разработчики многофунк-ционального спального ме-ста Hi-Can Bed. Назвать его

52

«Молекулярная» кровать, придуманная дизайнерами израильской компании Animi Causa

Многофункциональное спальное место Hi-Can Bed

просто о сложном

Читайте журнал на смартфонах и планшетахДоступно в App Store и Google Play

Еще больше информации на сайте:www.neftehimia-journal.ru

Во всех форматах

Совместно с rupec.ru №2 (45) 2018 НЕФТЕХИМИЯ...

Documents