На одном из живописнейших берегов острова Русский в бухте Рында ученые Института химии Дальневосточного отделения Российской Академии наук разрабатывают материалы и покрытия, которые не боятся коррозии. Это особенно актуально при проектировании кораблей и судов для транспортного, рыбопромыслового и военного флотов, а также техники освоения океана, морского шельфа и оборудования, работающего во влажном приморском климате. На берегу бухты Рында на стенде расположены металлические пластинки. Некоторые из них висят более 3 лет. Если сравнить несколько из них, то станет заметно, что какие-то подверглись коррозии и заржавели, а другие - в идеальном состоянии. Это результат испытаний на коррозию. Сотрудники станции разработали уникальные технологии формирования композиционных покрытий на сплавах алюминия, титана, магния. Покрытия обладают антикоррозионными, противоизносными и супергидрофобными свойствами, а также эффектом самовосстановления после повреждения поверхности.
Гнеденков Сергей Васильевич – член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор, директор Института химии Дальневосточного отделения Российской академии наук.
Нет коррозии!
- Морская коррозионная станция Института химии ДВО РАН была создана в 1984 году решением Президиума Академии наук СССР и Минсудпрома. В строительство были вложены огромные финансовые средства и силы. В 1986 году станция начала проводить первые испытания на атмосферную, морскую и подземную коррозию для нужд промышленности и военного сектора, в том числе для Тихоокеанского флота.
Отработка режимов формирования новых материалов проводится, конечно, в лабораториях Института химии ДВО РАН, а натурные длительные испытания на разные типы коррозии осуществляются на станции. Это единственное структурное подразделение, работающее в области коррозии, в стране, которое расположено у воды средне-океанического состава.
У Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов есть замечательная, оснащенная современным оборудованием станция в Геленджике. Но соленость Черного моря составляет всего 17-18 промилле, тогда как соленость океанической воды– 33-35 промилле. Низкая соленость приводит к уменьшению биоразнообразия (в том числе биообрастателей), так как большинство морских организмов негативно реагируют на соленость меньше 20‰. Следовательно, проводить испытания на биообрастание изделий, работающих в океанических водах, в Геленджике бессмысленно.
Согласно рекомендациям Всемирной организации по борьбе с коррозией, детали и новые элементы конструкций необходимо испытывать в условиях их дальнейшей эксплуатации. Были случаи, когда материал испытывался в холодном климате, демонстрируя замечательные служебные характеристики, а при работе в жарких климатических условиях, показывал себя не с лучшей стороны. Поэтому мы проверяем на нашей станции работоспособность и устойчивость материала к коррозии, биообрастанию, солеотложению, износу в той среде, в которой он будет эксплуатироваться, то есть в воде океанического состава.
На стендах представлены образцы с покрытиями, которые защищают от коррозии, биообрастания, износа. К примеру, разработанная в нашем институте антикоррозионная, антиобрастающая краска с добавлением ультрадисперсного политетрафторэтилена (тоже разработка нашего института) успешно прошла многолетние испытания на ракетных катерах ТОФ. Командующий Тихоокеанским флотом адмирал С.И Авакянс в письме директору Института химии отметил высокую эффективность и надежность прошедшей испытания композиции. Некоторые из разработанных покрытий можно использовать в биомедицине и имплантационной хирургии.
Больше покрытий! Хороших и разных!
- Нам удалось создать супергидрофобные покрытия, работающие против обледенения. В зимнее время вы, наверное, наблюдали из иллюминатора самолета, как его обрабатывают противообледенительной смесью. Возможно, вскоре эта дорогостоящая процедура будет не нужна, потому что сейчас разработаны покрытия, которые сами обладают антиобледенительными свойствами. Испытания проводятся в ФГУП "ЦАГИ" и ОКБ им. А. Люльки, но даже сейчас полученные результаты являются обнадеживающими.
В 2015 году мы внедрили в производство технологию формирования покрытий, позволяющих восстанавливать детали, требующие замены, и продлевать срок их эксплуатации, скажем, огромные корабельные вентили, стоимость замены которых – несколько миллионов рублей.
Также сотрудники ИХ ДВО РАН на станции проводят работы с селективными сорбентами, которые могут очистить высокосоленые воды от долгоживущих радионуклидов – цезия, стронция, кобальта. С помощью таких сорбентов долгоживущие радионуклиды проще выделять, и тем самым захоронению подлежат не тонны радиоактивных отходов, а буквально килограммы. Благодаря научным разработкам нашего института, внедренным в практику, удалось ликвидировать все накопившиеся радиоактивные отходы Тихоокеанского флота и освободить регион от радиоактивных загрязнения.
Разработанные в ИХ ДВО РАН гидрофобные сорбенты эффективно борются и с разливами нефтепродуктов – воду отталкивают, а нефть собирают.
Одна из интереснейших областей, в которой работает институт – создание светотрансформирующих материалов, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, медицине, различных областях промышленности. Например, один из наших патентов используется в Корее. На денежную купюру наносится светотрансформирующий материал, который нельзя увидеть невооруженным глазом. Но при облучении источником света определенной длиной волны становится очевидно – оригинал это или подделка.
Другое важное направление – химические источники тока. Мы создаем безопасные аккумуляторы на основе новых катодных и анодных материалов. Помните, как телефон компании Samsung загорелся на борту самолета. Телефон пришлось снять с производства. Дело в том, что при создании модели использовался электродный материал, который при зарядке взаимодействовал с электролитом, образовывались дендриты, что в результате приводило к короткому замыканию. И это пример с маленькой батарейкой телефона. А если такие аккумуляторы используются для работы в системе энергообеспечения самолетов или автомобилей. Это катастрофа! Мы же разрабатываем материал, который по своему химическому составу и способности взаимодействия с электролитом совершенно безопасен.
Настоящее и будущее института
- Институт химии ДВО РАН всегда был лидером в своем направлении и продолжает им оставаться. У нас замечательные специалисты – 264 сотрудника, из них докторов наук – 31 и 69 кандидатов. Почти половина научных сотрудников в возрасте до 39 лет.
Мы активно взаимодействуем с Дальневосточным федеральным университетом. Хотя, конечно, и здесь есть некоторые трудности, поскольку классическая научная школа уходит вместе с теми людьми, которые еще меня учили. А нового ничего не привносится. И это огорчает. Но, тем не менее, мы берем студентов старших курсов, учим их, потом они успешно защищают магистерские, а затем и кандидатские диссертации и надолго остаются работать в науке.
