Лаборатория «Материалы специального назначения» – совместный проект Фонда перспективных исследований, Минобрнауки России и Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского.
Существующие сегодня системы экипировки не гарантируют необходимого уровня безопасности и комфорта военнослужащего, что определяет необходимость создания принципиально новых средств защиты и жизнеобеспечения. Саратовский государственный университет совместно с Фондом перспективных исследований и Минобрнауки России создали лабораторию, на базе которой выполняется проект по разработке комплекса перспективных материалов экипировки.
Одной из технологических основ создания новых материалов являются принципы получения ультратонких волокон с использованием электроформования. Исследования ведутся с сентября 2014 года под началом научного руководителя новой структуры, президента СГУ, профессора Леонида Коссовича.
«В 2003 году к нам обратился профессор Юрис Дзенис из Университета штата Небраска с просьбой послать к нему аспирантов. В учебной лаборатории математического моделирования в биомеханике кафедры математической теории упругости и биомеханики СГУ работали Юрий Сальковский и Алексей Каменский. Они и поехали учиться в Соединённые Штаты Америки.
Юрис Дзенис поставил перед Ю. Сальковским задачу по математическому моделированию процесса электроформования. До Юрия этого практически никто не делал. Эти исследования легли в основу его диссертации на тему «Мультифизическое моделирование процесса электроформования».
В 2008 году на стажировку в Университет штата Небраска поехала доцент кафедры математической теории упругости и биомеханики И.В. Кириллова. Её очень заинтересовала технология электроформования. Тем более что мы в СГУ уже работали над созданием раневых покрытий и трансплантатов кровеносных сосудов. И Ирина Васильевна предположила, что именно с помощью этой технологии наша мечта может стать реальностью.
В это же время мы в СГУ создавали Образовательно-научный институт наноструктур и биосистем и в его основу положили принцип междисциплинарности.
Благодаря этому, нам удалось не только объединить в новом подразделении учёных разных направлений, но и пригласить сотрудников из-за границы, в том числе и Юрия Сальковского.
Так в нашем университете появилось направление, связанное с электроформованием. Мы начали развивать эту технологию с нуля, ведь раньше в СГУ этим никто не занимался».
Леонид Коссович
В Советском Союзе технология электроформования была засекречена. Разрабатываться она начала в 1938 году в Московском научно-исследовательском физико-химическом институте имени Л.Я. Карпова. Именно там впервые был создан материал, который получил название «фильтры Петрянова». Впоследствии эти фильтры активно использовались во время Великой Отечественной войны.
Лаборатория «Материалы специального назначения», созданная как подразделение Образовательно-научного института наноструктур и биосистем СГУ с технологической площадкой на базе Инновационно-технологического центра «Перспективные материалы», оснащена современным опытно-промышленным оборудованием. Уникальные установки позволят выпускать опытные партии термоскреплённых рулонных материалов из ультратонких полимерных волокон, аналогов которым нет ни в России, ни в мире.
«Я столкнулась впервые с технологией электроформования в 2008 году, когда побывала в Университете штата Небраска.
Перед учёными СГУ стояла задача – создать трансплантаты сосудов, и я поняла, что электроформование – это то, что нам нужно.
Когда мы начали осваивать эту технологию в Саратовском университете, то поначалу работали на установках, которые были собраны сотрудниками физического факультета буквально «на коленке». Но уже первые результаты показали, что мы движемся в правильном направлении, и эта технология позволит решить поставленные перед нами задачи.
Конечно же, сейчас мы используем самые современные технологии, и нам удаётся получать материалы, значительно превосходящие по своим свойствам фильтры Петрянова».
Ирина Кириллова
Команда лаборатории, состоящая из 27 человек, под руководством заведующего Юрия Сальковского работает по трём направлениям: «Маскировка», «Защита» и «Обеспечение жизнеспособности».
По направлению «Маскировка» саратовские учёные создадут перспективные системы, которые позволят снизить уровень заметности военнослужащего в различных диапазонах электромагнитного излучения. Благодаря своей волокнистой структуре, материалы будут обладать малым весом и «дышащими» свойствами, что даст возможность включить их в состав обмундирования для постоянного ношения.
Создание перспективных систем противодействия поражающим факторам оружия массового поражения ляжет в основу направления «Защита». В частности, в лаборатории разрабатываются материалы для предотвращения поражений органов дыхания и кожи, которые будут гораздо совершеннее существующих.
Например, время непрерывного пребывания в современных общевойсковых противогазах не превышает четырёх часов. Созданные в лаборатории образцы фильтрующих систем позволят значительно увеличить это время, не затрудняя дыхания и сохраняя свои защитные свойства.
Материалы, разрабатываемые для обмундирования по направлению «Обеспечение жизнедеятельности», будут обладать повышенной водонепроницаемостью, бактериальной фильтрацией и устойчивостью к воздействию открытого пламени. При этом за счёт высокой паропроницаемости военнослужащий сможет комфортно переносить экстремальные климатические условия Арктики и Крайнего Севера, пустынь, высокогорья и тропиков, на что существующее снаряжение не рассчитано.
«После окончания механико-математического факультета СГУ я поступил в аспирантуру Университета штата Небраска под руководством профессора Юриса Дзениса – одного из ведущих зарубежных учёных в области электроформования нановолокон. Достаточно быстро стали очевидны перспективы широкого практического использования волокнистых наноматериалов.
К этому времени в Саратовском университете появилась возможность заниматься созданием таких материалов для решения самых разнообразных задач. Начинали мы с раневых покрытий из нановолокон хитозана для лечения ожогов.
Затем проводились работы по антибактериальной фильтрации воздуха и микрофильтрации жидкостей. С открытием лаборатории «Материалы специального назначения» мы перешли на качественно новую ступень исследований. Фактически речь идёт о новом разделе материаловедения.
Сейчас по уровню исследовательской работы СГУ как минимум сопоставим с ведущими научными центрами мира.
Имеющаяся материально-техническая база позволяет осуществлять полный цикл разработки, включая масштабирование лабораторных методик до уровня промышленной технологии.
Таких возможностей нет почти нигде в мире».
Юрий Сальковский
Официальная презентация лаборатории состоялась 21 ноября 2014 года. На ней присутствовали генеральный директор ФПИ Андрей Григорьев, губернатор Саратовской области Валерий Радаев, министр промышленности и энергетики региона Сергей Лисовский, ректор СГУ Алексей Чумаченко, президент СГУ Леонид Коссович, члены регионального правительства, представители научных центров и учреждений Минобороны России.
Приветствуя собравшихся, губернатор Валерий Радаев отметил, что создание лаборатории стало возможным благодаря высокому научному потенциалу ВУЗа и технологической базе, соответствующей статусу национального исследовательского университета:
«Уникальность этой площадки в том, что она станет опытной моделью коммерциализации научно-технических разработок саратовских учёных. Уникальны и сами образцы инновационных материалов, которые при серийном выпуске будут иметь стратегическое значение повышения боеготовности российских Вооружённых сил и спецслужб. Этот проект может стать брендом Саратовского региона в сфере инновационных технологий», – заключил губернатор.
Генеральный директор ФПИ Андрей Григорьев в своём выступлении рассказал о совместной с Саратовским университетом работе. «С СГУ мы наладили взаимодействие практически сразу после того, как образовался Фонд, потому что понимали – здесь хорошие научные школы, направления работы которых соответствуют нашим основным задачам. В Саратове чудесным образом сошлись две крупных составляющих: технологическое оборудование, которым обладает СГУ, и люди, умеющие на нём работать. Нам только осталось правильно сформулировать задачи и совместно с Минобрнауки России обеспечить ресурсами».
На базе университета планируется сформировать научную школу, которая будет заниматься проведением полного цикла исследований в области создания новых нетканых материалов.
Ректор университета Алексей Чумаченко отметил, что открытие лаборатории – это результат работы, к которому ВУЗ шёл не один год: «На протяжении семи лет мы создавали в университете научные центры, организовывали их работу, и сегодняшнее событие – это победа для нас. Леонид Юрьевич создал команду и поставил цель доводить все научные разработки до реального продукта. Мы доказали всем, что двигались в правильном направлении. Уже через три года мы будем готовы презентовать Фонду реальный продукт – итог работы новой лаборатории».
20 января 2015 года на испытательном полигоне Центрального научно-исследовательского института точного машиностроения Президент России Владимир Путин ознакомился с перспективными образцами вооружения и экипировки военнослужащих. Среди уникальных разработок главе государства были представлены первые экспериментальные образцы сверхлёгких материалов экипировки военнослужащего, обладающие уникальными характеристиками, созданные в лаборатории «Материалы специального назначения».
«На выставке мы проводили реальные опыты, демонстрирующие свойства разработанных в лаборатории материалов.
В мои задачи входила демонстрация маскировочного материала, который позволяет снизить уровень заметности в инфракрасном диапазоне.
Президент не комментировал никакие проекты, но по словам коллег из Фонда, наша экспозиция произвела самое положительное впечатление».
Алексей Сердобинцев
Область применения продукции, разрабатываемой в СГУ, не ограничится нуждами Вооружённых сил. Так, например, большой интерес к мембранным материалам проявляют представители других силовых ведомств, производители одежды для полярного климата, активного отдыха и занятий экстремальными видами спорта. Подобные материалы отечественной промышленностью не производятся, а полученные в лаборатории опытные образцы уже превосходят зарубежные аналоги по ключевым параметрам. В ближайшее время на базе Саратовского государственного университета будет развёрнуто опытно-промышленное производство таких материалов для выполнения задачи импортозамещения.
