Следуем за кроликом: что показывали и обсуждали на Форуме будущих технологий

Что общего у советской шиншиллы, ажурного многогранника из углеволокна, стружки бериллия и медицинских изотопов? Все это — ​выставочные образцы «Росатома», с которыми на III Форуме будущих технологий, посвященном новым материалам, ознакомились первые лица страны. Какая работа стоит за этими экспонатами и на чем нужно сосредоточить усилия для достижения лидерства в наукоемких отраслях, обсуждали на сессиях, которые посетили и корреспонденты «СР».

Живой пример

Звездой экспозиции стал кролик с имплантированным в бедренную артерию эквивалентом кровеносного сосуда, который ученые вырастили в биофабрикаторе. «Это порода советская шиншилла, — ​рассказал президенту России гендиректор «Росатома» Алексей Лихачев. — ​После трансплантации прошло больше месяца, кролик жив, здоров и, в общем, достаточно упитан». Владимир Путин предложил продолжить научную карьеру кролика — ​отправить на Марс, чтобы собрать информацию о влиянии космических условий на живые организмы.

Мэр Москвы Сергей Собянин показал президенту образец литийионной ячейки для батарей, которые в 2026 году начнет выпускать гигафабрика «Росатома» в Красной Пахре. За шесть лет город закупит свыше 155 тыс. тяговых аккумуляторов для электробусов, автомобилей «Москвич» и речных электросудов.

Вице-премьер Дмитрий Чернышенко визит на стенд «Росатома» начал с испытания на прочность углеродного волокна. Крыла самолета МС‑21 под рукой не было, поэтому взяли композитную хоккейную клюшку. Крюк положили на край подиума высотой около 10 см, рукоятку — ​на пол. Дмитрий Чернышенко и Алексей Лихачев встали на клюшку, покачались и немножко попрыгали. Та выдержала. Глава композитного дивизиона Александр Тюнин и бровью не повел: в своей продукции он уверен. За семь лет «Росатом» ликвидировал 30‑летнее отставание России от других стран, выстроив полную технологическую цепочку производства — ​от полиакрилонитрильных прекурсоров и стекловолокна до газовой центрифуги, крыла МС‑21, лопастей ветрогенераторов. «Росатом» готов начать промышленное производство углеродного волокна прочностью 7 ГПа — ​таким в мире могут похвастаться всего три производителя в двух странах.

Дмитрий Чернышенко покрутил в руках углеволоконный многогранник, созданный по новейшей технологии роботизированной пространственно-стержневой намотки, осмотрел оборудование для синтеза инкапсулированных радиофармпрепаратов (биоразлагаемых микросфер с диагностическими и терапевтическими радионуклидами) и подошел к стеклянной емкости со стружкой бериллия. Бериллий добавляют в сплавы для космических аппаратов и ракет, чтобы сделать их прочнее и легче. «В России бериллий не выпускали и сейчас не выпускают», — ​заметил научный руководитель федерального проекта «Разработка новых материалов и технологий для перспективных энергетических систем» Алексей Дуб. «А этот, где‑то украли?» — ​пошутил вице-премьер. «Настоящий ученый всегда скромен, — ​вступился Алексей Лихачев. — ​Пока нет всех регистрационных удостоверений, он говорит, что не выпускают». «То есть опытные образцы есть», — ​уточнил Дмитрий Чернышенко.

Анатомия успеха

На сессии «Перспективы индустрии новых материалов: продукт — ​производство — ​реализация» первый заместитель гендиректора «Росатома», директор блока по развитию и международному бизнесу Кирилл Комаров рассказал о факторах успеха в этом сегменте: «Невозможно создать конкурентоспособные материал и технологию его производства, если ориентироваться только на рынок внутреннего потребления. Мы обязаны быть конкурентоспособными в мировом масштабе. И в этом отношении успех, которого «Росатом» добился на мировом рынке атомной энергетики, является для нас путеводной звездой и в области развития новых материалов. Мы сможем достичь настоящего суверенитета, только когда будем создавать продукт лучше, чем его мировые аналоги. Этот подход успешно реализован нами в области полимерных композиционных материалов, так же мы собираемся идти и по другим направлениям: редким и редкоземельным металлам, аддитивным технологиям».

Материя для энергии

Заместитель директора НИИ атомных реакторов по производству Александр Звир рассказал на сессии «Материалы для ядерной энергетики» о наработке редких изотопов на уникальных установках института. Изотопы нужны для синтеза новых элементов таблицы Менделеева в Объединенном институте ядерных исследований. На вопрос из зала, сотрудничает ли Россия с США, которые также сильны в этой области, Александр Звир ответил, что институт обменивается информацией о синтезе сверхтяжелых элементов с зарубежными коллегами. «Наша страна — лидер в этой области, и важно этот статус сохранить, — ​добавил он. — ​Соперничество есть, но не воинственное, а дружественное».

Павел Пискарев, начальник научно-исследовательского отделения в НИИ электрофизической аппаратуры им. Ефремова, говорил о материалах для управляемого термоядерного синтеза. Ученый не сомневается, что термояд не за горами. На Западе в него инвестирует даже частный бизнес, а бизнес не делает ставки на нечто далекое и труднодостижимое. «Благодаря участию в международном проекте ИТЭР мы получили доступ к базе данных разработок всех партнеров, в том числе по материалам», — ​рассказал Павел Пискарев. Он также представил российскую инновацию — ​вольфрамо-медный композит для токамака с реакторными технологиями.

«Для переработки ОЯТ мы создаем компактное безлюдное предприятие, работающее в автоматическом режиме с применением достижений робототехники, — ​сообщил в своем выступлении Александр Жеребцов, начальник отдела разработки технологий и материалов ядерного топливного цикла АО «Прорыв». — ​Современные радиохимические производства требуют конструкционных материалов, которые обеспечивают работоспособность оборудования в экстремальных условиях на длительный период. Например, для пирохимических операций с расплавом хлоридов нужны материалы с повышенными эксплуатационными характеристиками». В качестве перспективного материала ученые «Прорыва» и Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН исследуют керамику на основе оксида циркония. Спрос на нее есть не только в атомной отрасли.

Ускорение печати

О необходимости сквозной базы данных о материалах и технологиях говорили на сессии «Аддитивные технологии — ​доминанта нового технологического уклада». Как сообщил директор департамента станкостроения и тяжелого машиностроения Минпромторга РФ Валерий Пивень, в ближайшие пару месяцев определится, кто будет формировать эту базу и вести паспортизацию изделий и технологий.

Аддитивные технологии бурно развиваются во всем мире. В России их внедряют не только крупные компании, но и малые и средние предприятия, развивается реверс-инжиниринг, другие аддитивные услуги. Трудностей пока предостаточно: нехватка кадров и вузовских программ, отсутствие жаропрочных материалов для трехмерной печати, да и линейка «чернил» — ​металлических порошков — ​должна быть больше. Разрабатывать их надо очень быстро — ​не за годы, а за недели. Гендиректор компании «Росатом Аддитивные технологии» Илья Кавелашвили отметил, что все еще сложно встроить 3D-печать в техпроцессы потенциальных клиентов. «Чтобы ограбить банк, нужно его построить», — ​пошутил он.

Третье пришествие водорода

На сессии «Материалы для будущей энергетики» модератор, директор направления научно-технических исследований и разработок «Росатома» Виктор Ильгисонис, допытывался у коллег, как же водород, полученный электролизом воды и потом обратно окисленный для получения электроэнергии с неизбежными двойными потерями, может быть эффективнее прямого использования электроэнергии. Научный сотрудник Университета науки и технологий «МИСиС» Ульяна Заворотная признала, что сейчас путей решения этой проблемы нет. Зато КПД водородных элементов (60–80 %), по ее оценкам, минимум втрое выше, чем у солнечных станций. А энергоемкость транспортных водородных систем в 3,5 раза больше литиевых при тех же массогабаритах.

У гендиректора «Н2 Инвест» Виктора Медведева Виктор Ильгисонис спросил, осознает ли Газпромбанк (в него входит «Н2 Инвест») высокий риск инвестиционной политики компании. «Сейчас третье пришествие водорода, он стремительно набирает обороты. Очевиден тренд на обретение глобальных коммерческих масштабов. Водород — ​это уже данность, это точно случится», — ​парировал Виктор Медведев. По данным Всемирного водородного совета, крупных водородных проектов заявлено более 1,5 тыс., их совокупная стоимость превысила 680 млрд долларов. Сумма подтвержденных инвестиций за последние четыре года выросла почти в восемь раз. Поскольку водород надо транспортировать, «Н2 Инвест» вложился в контейнер-цистерну для мультимодальной перевозки и хранения 2,5 т жидкого водорода. Мультимодальность цистерны подтвердили, привезя ее из Москвы на выставку в Абу-­Даби и обратно. В ближайшее время стартуют финальные теплотехнические испытания.

«Я не критик, я сторонник, — ​заверил Виктор Ильгисонис, — ​но не водородной энергетики, а водородных технологий. Очень оптимистичные прогнозы бурного развития водородной энергетики уже довольно сильно скорректированы». Он напомнил о затратах на производство и транспортировку водорода и подытожил: все это не делает водородную энергетику привлекательной сегодня. Перспективным, с точки зрения Виктора Ильгисониса, может стать повышение экологичности производства водорода для потребления на месте, в технологических процессах других отраслей: металлургии, химии и проч.

Квантовые шаги

Высокоскоростные квантовые вычисления для моделирования материалов с заданными свойствами, лекарств и т. д. — ​до этого, признают физики, далековато. «В пересчете на возраст человека квантовым вычислителям два-три года. «Ребенок» научился ходить и немного говорить, но чем он будет полезен в зрелом мире, ​пока непонятно», — ​отметил директор Физического института им. Лебедева РАН Николай Колачевский на сессии «Квантовые технологии: на рубеже возможностей».

В «Росатоме» на квантовых «детей» возлагают большие надежды. «Россия совершила квантовый скачок, — ​считает директор по квантовым технологиям госкорпорации Екатерина Солнцева. — ​Страна, которая не сразу включилась в квантовую гонку, вошла в топ‑5 претендентов на лидерство». Главное в ближайшие годы — ​начать использовать квантовые компьютеры и, шире, квантовые технологии для решения реальных задач. Один из примеров привел директор центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» Алексей Осадчий. Квантовые интерферометры измеряют активность мозга при аутизме и старении, определяют активные участки мозга при эпилепсии. В будущем, полагает ученый, квантовые интерферометры можно использовать для исследования реакций мозга плода на голоса родителей и для диагностики опухолей по их электрической активности.

Руководитель научной группы компании «ЛИФТ Центр» Олег Гусев видит большой потенциал этих технологий в генетике и повышении эффективности животноводства. Аудитория на рассказе о свиньях и датчиках на уровне пятачков развеселилась. Но «квантовое животноводство» только звучит забавно, на деле собраны такие массивы данных, что для их обработки, выявления закономерностей нужны квантовые вычислители.

Объединить усилия всех заинтересованных в развитии квантовых технологий помогут мероприятия под эгидой «Росатома». Екатерина Солнцева анонсировала открытие квантовой лаборатории в апреле и международную конференцию в июле этого года.

> 1700

участников

37

стран

37

сессий

 > 230

спикеров