Обзор наноновинок

1.Нанoтoпливo

В феврале 2011 г. Рoccия предcтавила на выcтавке «Нанoтех» в Тoкиo нoвую разрабoтку – нанoтoпливo. Ученые из Дагеcтана изгoтoвили этo тoпливo из oкиcлoв железа и oкиcлов хрома в cмеcи c порошковым алюминием. При поджоге оно горит без газовыделения c огромным тепловым эффектом, превышающим теплоту cгорания углеводородов (уголь, газ,нефть) в 10–15 раз. Пока рано говорить об экономике, но как разновидноcть такое топливо появилоcь впервые, и его компоненты вполне доcтупны, причем отcутcтвие газовыделения при cгорании – один из факторов, cвидетельcтвующих об экологичности нового топлива.

2.Наносталь

Крупнейшая мировая металлугическая компания Arcelor Mittal представила свою новую разработку – наносталь.
Данный материал по сравнению с традиционным является более легким и прочным, что позволяет изготавливать некоторые автомобильные детали, например стойки, более тонкими и миниатюрными.
Новый материал, по мнению экспертов, будет больше всего востребован в автомобилестроении.
Производители уверены, что экономия в весе автомобиля при использовании нового материала может достигать до 80 кг.

3.Нанолисты

Британские исследователи, работающие в Оксфордском университете и в Ирландском центре по изучению адаптивных структур, разработали метод разделения слоистых материалов до тончайших листов, толщиной в атом. Применение таких листов позволяет создать ряд двухмерных наноматериалов, которые можно использовать в новом поколении батарей – накопителях, в которых процесс передачи электроэнергии будет происходить в тысячи раз быстрее, чем в обычных батареях. Такие эффекты целесообразно использовать, в частности, при создании электромобиля. Кроме прочего, полученные наноматериалы обладают повышенной стойкостью и могут добавляться к пластмассам для производства суперпрочных композитов. Разработанный метод получения новых материалов является относительно простым, не требует больших материальных затрат и может применяться в промышленных масштабах. Благодаря данному открытию стало возможным обеспечить высокий выход достаточно ценного продукта и обеспечить значительную пропускную способность при его производстве.

4.Новые нанопокрытия

В Великобритании появилось «уникальное нанопокрытие» – trimple0. Благодаря новому покрытию при его использовании в процессе эксплуатации самолетов существенно снижается доля потребляемого топлива и соответственно количество выбросов в окружающую среду вредных веществ. В составе данного покрытия присутствуют наночастицы специального акрилового полимера, способные проникать в мельчайшие микротрещины и микроуглубления. При этом покрытые поверхности получаются абсолютно гладкими. Благодаря подобному покрытию стало возможным повысить гладкость поверхности самолета на 40%, прибавив в весе всего 150 г, что позволяет компании-авиаперевозчику экономить около 2% авиационного топлива (десятки миллионов долларов в год, не считая экологических моментов). Данная инновационная технология может применяться в повышении энергоэффективности автотранспорта, морских судов и даже обычных велосипедов.

5.Антибактериальная бумага

Команда ученых из израильского университет им. Бар Илона и специалисты Института нанотехнологий и прогрессивных материалов разработали новый метод покрытия бумаги антимикробными частицами серебра. Использование такой бумаги существенно увеличивает диапазон использования ее антибактериальных свойств. С помощью такой бумаги удалось уничтожить такие бактерии, как кишечные паочки, золотистый стафилококк и т.п. Данная бумага имеет большой потенциал при использовании ее в качестве пищеой упаковки продуктов с длительным сроком хранения. Кроме того, полученное серебросодержащее покрытие можно использовать при изготовлении носков, как уничтожающее бактерии и поглощающее запах. В продолжение этой тематики организовано производство серии лакокрасочных материалов Doctor Farbе, предназначенных для борьбы с бактериальными и вирусными инфекциями.

6.Нанометки

Российские ведомства и компании разрабатывают и внедряют реальные проекты технологий использования радиочастотной идентификации (REID, или нанометки) в различных отраслях экономики, включая торговлю, образование связь, здравоохранение, производство и другие отрасли промышленности. Суть новой технологии заключается в том, что на каждый продаваемый (или передаваемый) товар устанавливается специальная нанометка, аналогичная привычному штрих-коду, но имеющая значительно большие информационные свойства. Информация нанометки может считываться и суммироваться с большой скоростью дистанционно с помощью современной техники.

Наиболее объемные рынки применения нанометок прогнозируются в розничной торговле. Сегодня в использовании радиочастотной идентификации серьезно заинтересованы компании, владеющие торговыми сетями. Применение технологии продаж с использованием нанометок позволит резко сократить время расчета покупателя за отобранные товары в расчетной кассе, и это фактически резко увеличит объем товарооборота в операциях розничной торговли. Данную систему с успехом можно применять не только в торговых сетях, но и в складской логистике, в библиотечном деле, в работе с электронными документами, транспортными и банковскими картами и т.п.

7.Новые способы генерации солнечной энергии
7.1.Стекло с солнечными батареями

Специалисты компании New Energy Texhnologies завершают работу над созданием уникального типа окон, которые можно использовать для генерации возобновляемой энергии. Разработчики заявили, что создано прозрачное рабочее стекло, способное генерировать электричество. Размеры стекла имеют габарит в 30 см. При создании стекла используется метод распыления энергетических наноразмерных солнечных батарей непосредственно на стекло. Толщина покрытия в 10 раз меньше толщины используемых в настоящее время тонких пленок. По мнению специалистов компании, данный процесс может стать катализатором устранения дорогостоящих и громоздких методов использования солнечной энергии, применяемых в настоящее время. Созданные на основе данной разработки батареи могут производить электроэнергию от естественных и искусственных источников света с экономической эффективностью на порядок выше существующих сегодня.

7.2.Искусственные листья

Группа ученых США (Массачусетский технологический институт) разработала необычную систему. В основе новой системы находятся солнечные батареи, представляющие собой по внешнему виду искусственные листья растений. Размер одного такого листа не превышает размера игральной карты. Уникальной особенностью новинки является то, что она имитирует фотосинтез. Искусственные листья могут стать альтернативой существующим сегодня источникам электропитания и сможет генерировать достаточное количество энергии для питания дома в течение суток.

Основная цель проекта – возведение локальной домашней электростанции. Если пластину поместить в галлон воды при ярком солнечном свете, то созданное устройство сможет генерировать достаточное количество энергии для питания дома в течение суток. Новинка изготовляется из недорогих и легкодоступных материалов. Благодаря внедрению искусственных листьев, в процессе их разработки, совсем недавно открыто несколько катализаторов, состоящих из никеля и кобальта, с помощью которых стало возможным в обычных условиях эффективно расщеплять воду на водород и кислород. Во время проведения последних тестовых испытаний установка работала без перерыва 45 часов, причем ее производительность оставалась постоянной. К настоящему моменту уровень эффективности при проведении искусственного фотосинтеза превышает уровень эффективности природного листа не менее чем в 10 раз, и это, как утверждают разработчики, не предел.


8.Массовое производство изделий из углепластика

Компания «Тенджин Лимитед» (Япония) заявила об успешной разработке первого в мире пакета технологий для массового производства изделий из пластика, армированного углеродным волокном. Данные технологии сокращают время цикла формования каркаса кузова автомобиля. Этот технологический прорыв позволяет преодолеть одну из главных трудностей в промышленном применении углеродного волокна и является значительным шагом к увеличению использования этого материала в массовом производстве автомобилей и других изделий.

Технологии Тейджин основаны на использовании промежуточных продуктов, в которых вместо обычных связующих для формования углепластиков применяются термопласты. Компания разработала технологии для сварки компонентов из термопластического углепластика, и для склеивания такого углепластика со сталью и подобными ей материалами. Обе эти технологии позволяют существенно сократить использование металлов в процессах производства. В дальнейшем компания намерена развивать применение углепластика в массовом производствеавтомобилей, а также обрабатывающих станков, промышленных роботов и др. изделий, требующих структурной устойчивости к нагрузкам. Фирма использует пропитку углеродного волокна термопластичными связующими в разработке трех промежуточных продуктов для получения углепластиков.

В число этих продуктов входят:

• – однонаправленный материал (сверхвысокая прочность в заданном направлении);
• – изотропный материал (оптимальный баланс простоты придания формы и прочность в различных направлениях);
• – термопластические гранулы с длинными волокнами (гранулы с высокопрочным углеродным волокном, применяемые в литье сложных изделий под давлением).

Использование этих новых промежуточных продуктов позволило фирме Тейджин разработать уникальные технологии прессования изделий из углепластика за время менее одной минуты.

9.Завод по переработке пылей

Люди старшего и среднего возраста прекрасно знают и помнят о степени загрязненности атмосферы в крупных промышленных городах и моногородах России и стран СНГ, в которых располагались ранее и работают до сего времени крупные предприятия металлургической промышленности, химической промышленности и промышленности стройматериалов (Украина, Поволжье, Уральский регион, Казахстан и Среднеазиатские республики бывшего СССР).

Эта проблема загрязнения атмосферы крупных промышленных городов не решалась кардинально в течение нескольких десятилетий. И вот одно из первых решений. В Иязепетровском районе Челябинской области запланировано строительство завода по переработке тонких конверторных пылей. С выходом предприятия на проектную мощность, планируемый объем производства составит 20 тыс. т конверторных пылей, что принесет ориентировочно не менее 5,5 млрд руб. прибыли, не считая экологического эффекта.

Уникальность данного производства заключается в инновационной технологии, которая включает в себя извлечение цветных металлов и редкоземельных элементов. Попутным продуктом нового завода станет производство минеральных удобрений, чрезвычайно необходимых для предприятий сельскохозяйственной отрасли. Кроме того, особенность самого производства заключается в его безотходности и оздоровлении окружающей среды. Строительство завода планируется осуществить за 2 года, и первый выпуск продукции намечено получить к 2013 г.

Успешная эксплуатация подобного завода может стать катализатором к строительству десятков подобных заводов на территории России, стран СНГ, и в зарубежных странах–торговых партнерах РФ.

10.Прибор для диагностики стали

Машиностроители всех поколений в своей работе испытывали постоянную необходимость в быстром и точном ответе на вопрос, со сталью какой марки они работают.

Чтобы получить точный ответ на этот вопрос, который требуется для решения многих проблем (определение скорости вращения шпинделя станка, определение марки требуемого для использования режущего инструмента, оценка свариваемости используемого металла и его поведения при нагреве и т.п.), требовалось всегда наличие либо специалиста высокой квалификации, который мог только приблизительно дать ответ (анализ марки стали по искре), либо тщательный анализ с использованием приборов в лаборатории, занимавших от нескольких часов до нескольких дней).

Специалисты компании «Сибспарк» Томской особой экономической зоны разработали новую инновационную технологию, позволяющую определить сорт стали, а также марку цветного металла в сотни раз быстрее приборов, существующих на мировом рынке.
Опытный образец данного оборудования планируется создать уже в 2012 г.

Новое оборудование, являясь удобным в управлении, безопасным для человека, не требует ручной подготовки образцов для анализа, определяет сорт стали и марку цветных мталлов за 1/50 часть секунды, по сравнению с действующими приборами, которые тратят
на это от пяти минут до часа – это большой прорыв.

Данный прибор с успехом может быть применен для входного и выходного контроля металлопродукции на всех без исключения машиностроительных предприятиях и производствах. От его применения и использования в большой степени зависит соблюдение машиностроительных стандартов и уровень качества выпускаемой продукции.