Время искать и не удивляться

Источник материала:

Пожалуй, основная проблема отечественных ученых — не прорехи в финансировании исследований, а проблемы с их внедрением. Получается парадоксальная ситуация: по количеству патентов наша страна занимает далеко не последнее место в мире, но отечественные промышленные технологии пока далеки от инновационного идеала. И камень преткновения, как порой кажется, в разрыве, который образовался между учеными-теоретиками и промышленниками-практиками. 

Экономическая эффективность любого научного открытия наступает только после его внедрения на производстве. А это не всегда удается сделать по ряду технических причин. Скажем, отечественные селекционеры на опытных делянках получают удивительно высокие урожаи самых различных культур. Отдают свои изобретения аграриям, и нередко получаются совершенно иные результаты. Люди науки говорят: на местах не соблюдают технологию. В СПК отвечают: и не сможем этого сделать. Не проблема выращивать картошку по голландскому методу, но тогда нужны специальные плуги для вспашки – наши не подходят. А поменять парк – большие финансовые затраты. 

Вот и получается проблема. В Беларуси создано немало уникальных разработок, опытных образцов различной техники, других ценных изобретений, но не всегда ученые в своих изысканиях учитывают нюансы, которые неминуемо возникнут при серийном производстве. Наверное, уже пора в этих вопросах перенимать западный опыт. Крупные корпорации давно по каждому направлению научных разработок создают команды, в которых первую скрипку играют ученые, а также право голоса имеют экономисты, технологи, маркетологи и другие специалисты- практики. И гениальные идеи ученых еще на стадии зарождения корректируются в зависимости от уровня технического оснащения компании, ситуации на рынке, потребительских предпочтений… Иначе добиться востребованности изобретений у производителей достаточно проблематично. 

----------------------------------

Размазать алмаз по металлу, словно масло по хлебу,  — этим сегодня никого не удивишь. Без упрочняющих алмазных покрытий, рожденных с помощью глубокого вакуума, уже не мыслятся многие технические системы. Поэтому к новости о разработке в Научном инженерном центре «Плазмотег» Физико-технического института Национальной академии наук Беларуси метода нанесения сверхтонких и сверхтвердых алмазоподобных пленок я отнесся поначалу без интереса. Решил так: ну не получилось у людей качественное алмазное покрытие, значит, его назвали алмазоподобным и выдают за большое достижение. 

Как выяснилось, заблуждался подобным образом не только я, но и некоторые зарубежные ученые, которые с интересом теперь знакомятся с феноменальными свойствами «неполноценного» материала, созданного белорусскими коллегами. Ведь посмотреть есть на что. Пленка, полученная из плазмы сверхчистого графита, из этого непрочного материала, да еще рожденная не при традиционных для производства искусственных алмазов температурах выше 750 градусов, а едва ли не при комнатной, почти не уступает алмазному покрытию по твердости и износостойкости. А во многих случаях и превосходит его, так как новый материал не столь хрупок, как алмаз. Например, алмазоподобную защиту можно наносить не только на жаростойкие, но и на любые другие материалы, вплоть до бумаги. Гораздо более привлекательна и цена такой обработки. 

В первую очередь применение новинки видится в медицине — для создания защитных покрытий на металлических имплантантах, используемых в хирургии. При этом в экспериментах не только подтвердилась высокая химическая стойкость, прочность и износостойкость материала, обладающего особой внутренней архитектурой с интересными межатомными связями, но и обнаружилась его замечательная биосовместимость с тканями человека. 

Ведь алмазоподобная пленка имеет сложную наноструктуру, в которой участки, обладающие свойствами графита и алмаза, чередуются. Частицы графита смачиваются водой, стало быть, и биологические клетки притягивают, алмаз ее отталкивает. В результате на металлическом имплантанте, покрытом алмазоподобной пленкой, очень скоро образуется тончайший налет из клеток плазмы крови, которые крепятся к такому протезу за счет контакта с наноразмерными графитовыми участками. Благодаря тому что живые клетки крупнее, чем эти графитовые островки, барьер получается сплошным. Он надежно изолирует металл от контакта с кровью и тканями, при этом не создает проблем для организма, так как сам постоянно обновляется. Кроме того, исследования, проведенные в Институте физиологии НАН Беларуси, показали, что эффект высокой приживаемости алмазоподобной защиты объясняется и способностью такой пленки подавлять развитие бактерий. 

Первыми в поразительной биологической совместимости нового материала убедились создатели белорусского искусственного клапана сердца, корпус которого благодаря алмазоподобной защите еще никогда не вызывал реакцию отторжения организмом прооперированных больных. Теперь исследователи совместно с коллегами из БелНИИ травматологии и ортопедии, а также специалистами предприятия «Медбиотех» разрабатывают покрытия на металлоконструкции из нержавеющей стали и сплавов титана, применяемых для коррекции позвоночника, фиксации костей при переломах. Ведь, как недавно выяснилось, титановые сплавы при всех их достоинствах все же оказывают отрицательное воздействие на эндокринную систему организма, а потому такие имплантанты требуют изолирующих биосовместимых покрытий. 

— Своим появлением алмазоподобный материал обязан разработанному у нас оригинальному искровому импульсному источнику плазмы, благодаря которому впервые появилась возможность воспроизводимо зажигать плазменную дугу в вакууме миллионы раз подряд, сохраняя стабильный температурный режим и направление плазменного потока, — говорит директор НИЦ «Плазмотег», член-корреспондент НАН Беларуси, профессор Эдуард Точицкий. — Это значит, что технология может применяться не только на лабораторном уровне для изготовления штучных наукоемких изделий, но и при массовом промышленном производстве. Аналогов найденному нами решению нет, и наши плазменные ускорители, технологии подготовки поверхностей и другие разработки теперь пользуются спросом у зарубежных покупателей, в том числе в США, Южной Корее, Польше, Чехии. Наметилось сотрудничество с Китаем, Индией, Азербайджаном. Хороший проект начинается со Швейцарией, он интересен перспективами подключения к международной программе. Что же касается внутреннего рынка, то вниманием промышленности к нашим разработкам мы не избалованы. 

Кроме программы по нанесению алмазоподобных покрытий на искусственные клапаны сердца, ученые обеспечивают защиту штампов для двух белорусских производителей пластмассовых изделий и выполняют заказы расположенного в Минске предприятия «Голографическая индустрия». Но все это — на своем оборудовании, своими силами, в небольших объемах. 

История попыток внедрения новой технологии полна примеров, когда, убедительно продемонстрировав ее преимущества, ученые не получали никакого внятного ответа от, казалось бы, заинтересованной стороны. Например, дорогостоящие головки термопечати кассовых аппаратов изнашиваются и выбрасываются уже после того, как через них пройдет всего 3—5 километров бумажной ленты. После нанесения защитного износостойкого покрытия, которое несоизмеримо дешевле, чем новая головка, ресурс этого узла увеличивается до 50 километров, и его можно продлять еще, если обработку повторять. Вроде бы в выгодности предложения никто не сомневается, и в республике есть предприятия, способные освоить эту новинку, но авторы разработки безуспешно стучатся туда не один год. 

Точно так  же складывается судьба режущего инструмента с алмазоподобным покрытием. Сверла, резцы и фрезы для работы по дереву и цветным металлам с такой защитой служат от 3 до 10 раз дольше, а потому должны существенно снижать производственные издержки. Это показали тесты, проведенные в лаборатории. Но по итогам производственных испытаний на одном из минских предприятий ученые получили удручающий ответ: никакого продления срока службы обработанного инструмента не замечено. Что поделаешь, пришлось забрать свое добро и отправиться восвояси. Но у выхода из цеха их догнал рабочий. «Мужики, — сказал он, — сверла вам все равно теперь не нужны, так, может, подарите?» — «Они же плохие», — ответили ученые. «Нет, служат в пять раз дольше. А сказали технологу, что они никуда не годятся мы потому, что нам же расценки с таким инструментом снизят». Ну как было не умилиться простоте?! И как не поразиться самому уровню организации производственных испытаний? 

Не менее откровенными оказались и работники Минского автозавода, когда после полутора лет испытаний мерительного инструмента, защищенного от износа алмазоподобным покрытием, не захотели внедрять новинку, несмотря на ее очевидные достоинства. Причина банальна: поскольку расход инструмента сократится в разы, то придется сокращать и людей, занятых на его изготовлении, а этого никто не позволит сделать. 

Что сокращать пришлось бы на том же автозаводе после внедрения предложенных учеными и доведенных до промышленного образца тонкопленочных датчиков давления антиблокировочной системы, авторам разработки не объяснили. Но там предпочитают использовать подобные узлы импортного производства, которые стоят во много раз дороже отечественных при полном сходстве технических характеристик. 

Шаровые опоры, на которые в НИЦ «Плазмотег» было нанесено защитное покрытие, на МАЗе и вовсе не испытали. Как объяснили потом, была «запарка» и опытные образцы в спешке поставили на серийные машины, которые ушли покупателям. Что интересно, повторить попытку ученых даже не попросили. И это еще более показательно. 

Исследователи прекрасно понимают, что их внедренческая технология ничем не отличается от действовавшей десятилетиями схемы, когда в институте сначала рождалось какое-то новшество, а потом его начинали «навязывать» производству. При этом производство от новинки сразу же отмахивалось. Ему и без нее жилось неплохо. В мире же чаще всего практикуется иное: сначала производители заявляют науке о своей проблеме, финансируют ее решение, а затем охотно берут на вооружение полученный результат. Но у нас так не получается при всем желании науки. Так как не просят предприятия ее ни о чем! Им проще купить готовое решение, пусть и дороже, за рубежом. Ведь хронически отставая по уровню от многих конкурентов, они сталкиваются с теми же техническими проблемами, но позже их, когда те давно решили задачу. 

— Мы по-прежнему вынуждены 90 процентов времени тратить на  проблемы, не имеющие никакого отношения к науке, — говорит профессор Точицкий. — Это недопустимое расточительство. Ученый должен заниматься наукой. Внедрение же разработок, как практикуется в мире, должны брать на себя специальные фирмы. И у нас это вроде бы понимают. Но для реализации такого подхода нужно иметь совершенно другую промышленность — ориентированную на рынок, восприимчивую к наукоемким технологиям. На предприятиях сами должны отслеживать научные новинки и стремиться брать их на вооружение первыми. Вот сейчас мы получили уникальный материал — алмазоподобное покрытие, модифицированное медью. Углерод и медь, которые являются антагонистами и никак не взаимодействуют в обычных условиях, удалось объединить в плазменном состоянии. При этом атомы меди перемешиваются с атомами углерода не хаотично, а формируют организованную кластерную наноструктуру, благодаря чему новый материал способен пропускать гораздо более сильный электрический ток, чем многие проводники такого же сечения. То есть максимальный ток в модифицированной сверхтонкой пленке достигает 200 А на квадратный миллиметр. Это открывает захватывающие перспективы в электротехнике и радиотехнике. И неудивительно, что на первые публикации уже откликнулись потенциальные зарубежные покупатели технологии. Но не откликнулись наши. И это тоже неудивительно. 

На снимке: научный сотрудник НИЦ "Плазмотег" Сергей СЕРГЕЕНКО, завсектором Николай БЕЛЯВСКИЙ и директор Эдуард ТОЧИЦКИЙ.