ПИШ нашли нишу
Как передовые инженерные школы помогают науке
В числе самых перспективных разработок передовых инженерных школ — напечатанный на 3D-принтере сорбент, усилители для систем связи. Подробнее — в материале «Ъ-Наука».
Напечатанный на 3D-принтере сорбент
Фото: пресс-служба СПбГУ
Напечатанный на 3D-принтере сорбент
Фото: пресс-служба СПбГУ
Теория на практике
Передовые инженерные школы (ПИШ) работают в России с 2022 года. Этот формат объединяет образование, науку и работу в приоритетных для России высокотехнологичных сферах — от ядерной энергетики и биотехнологий до архитектуры и искусственного интеллекта. В связке с индустриальными партнерами студенты с первых курсов решают реальные отраслевые задачи.
Значительная часть обучения — это проекты. Их реализация позволяет сразу применять полученные знания на практике, проходить стажировку в крупнейших компаниях и заявлять о себе как об инженере-исследователе еще до получения диплома.
Сейчас в России по нацпроекту «Молодежь и дети» создано 50 ПИШ, в их работе задействовано свыше 21 тыс. студентов. К 2030 году таких школ станет вдвое больше, а лучшие практики распространят на всю систему технического образования. С момента запуска проекта число индустриальных партнеров ПИШ выросло. По результатам 2025 года, на каждый выделенный из федерального бюджета рубль приходилось два рубля привлеченных внебюджетных средств.
В связке в одной
«Некоторым участникам программы удалось не просто улучшить существующие технологии, а наладить линейку абсолютно новых продуктов»,— заявил глава Минобрнауки Валерий Фальков, комментируя итоги работы ПИШ второй волны.
В качестве примера он привел совместную работу передовой инженерной школы Воронежского государственного университета (ВГУ) с предприятиями радиоэлектронной промышленности. Сотрудники ПИШ ВГУ разработали линейку усилителей мощности сверхвысокочастотного диапазона на отечественной электронной компонентной базе, блоки бортовой радиоаппаратуры космической связи, электронные приборы на основе нитрида галлия.
Коллектив ПИШ ВГУ достиг успеха в реализации модели сквозной разработки проектов в формате «техническое задание — прототип — готовое изделие». После согласования технического задания с заказчиком на этапе прототипирования разрабатываются и реализуются готовые к использованию опытные образцы изделия, его физическая и поведенческая модель — «цифровой двойник». Важной частью сквозной разработки являются методы автоматизированных измерений характеристик разрабатываемых продуктов. Такой подход позволяет снизить конечные затраты компании-партнера на разработку готового изделия, сократить количество этапов натурных испытаний, улучшить характеристики и точнее спланировать развитие будущих поколений изделия.
В ПИШ ВГУ созданы научно-образовательные пространства — шесть профильных лабораторий, два инжиниринговых центра и студенческое конструкторское бюро. Студенты и аспиранты имеют доступ к современному оборудованию научно-образовательных пространств в качестве участников различных проектов школы. Обмен знаниями, навыками, опытом практической деятельности и идеями в таких пространствах позволяет максимально раскрыть потенциал, вырастить высококвалифицированных специалистов, составляющих технологический суверенитет страны.
Фигурное спекание
Еще одна не имеющая аналогов разработка российских ПИШ — блочные углеродные сорбенты, напечатанные на 3D-принтере. Их создали материаловеды передовой инженерной школы СПбГУ.
Напечатанный на 3D-принтере сорбент
Фото: пресс-служба СПбГУ
Напечатанный на 3D-принтере сорбент
Фото: пресс-служба СПбГУ
Сорбционно-активные материалы поглощают и концентрируют различные вещества, поэтому такие субстанции широко применяют для очистки жидкостей, газов, сырья и готовых продуктов во множестве отраслей — от нефтепереработки до бытовых нужд.
На производстве эти материалы необходимы, чтобы поддерживалась работоспособность оборудования, а газовые и жидкие среды (включая влажность) оставались в норме. В промышленных установках обычно используют гранулированный или дробленый сорбент в виде насыпной шихты. Но в такой форме гранулы постепенно разрушаются из-за трения, вибрации, перепадов давления и температуры. Таким образом, снижается качество очистки, что негативно влияет и на конечный продукт.
Блочный сорбент сотовой структуры более устойчив к механическим воздействиям, быстрее насыщается и создает меньше гидравлического сопротивления. Наиболее прочной оказалась порошковая смесь из антрацита и новолачных фенолформальдегидных смол в пропорции 60 к 40.
Антрацит — это высокоуглеродистый неплавкий наполнитель, cмолы — термореактивное связующее, которое при нагревании и действии азотсодержащих веществ переходит в твердое состояние. Аддитивные технологии — послойное формирование конструкции с помощью селективного лазерного спекания (SLS) — позволяют задавать структуру изделия и его эксплуатационные свойства.
«Эта технология примечательна тем, что позволяет использовать традиционные источники сырья, применяемые для получения пористых углеродных материалов, что значительно снижает стоимость конечного продукта. Однако не исключено, что в будущем также будем осваивать и технологию экструзионной печати»,— прокомментировал заведующий кафедрой технологии высокоэффективных материалов и изделий в составе ПИШ СПбГУ Михаил Подвязников.
Ученые также планируют оптимизировать состав смеси и изучать сорбенты не только в виде сот, но и других форм. По словам заведующего кафедрой химии и технологии материалов и изделий сорбционной техники СПбГТИ Вячеслава Самонина, в данный момент введутся работы по разработке блочных углеродных адсорбентов для использования в средствах защиты органов дыхания.
В свою очередь, магистранты ПИШ работают над разработкой сорбционно-активных и радиопоглощающих покрытий повышенной прочности и изделий на основе углеродных материалов.
Узнать все о поступлении — от правил приема до зачисления и общежитий — можно, позвонив в единый контакт-центр Минобрнауки России по номеру 8 (800) 444−51−15. Специалисты горячей линии также консультируют по жизненной ситуации «поступление в вуз онлайн», целевому обучению, квотам для иностранцев и другим вопросам. С 1 июня по 30 ноября звонки принимаются круглосуточно. После приемной кампании центр продолжит работу как единая линия по всем темам высшего образования и науки.
АНО «Национальные приоритеты»