Место, где наука переходит в практику

Отечественные вузы вносят все больший вклад в прикладные исследования и разработки. Поддержку университетским НИОКР государство оказывает в том числе по программе «Приоритет-2030». При этом инвестиции бизнеса тоже растут: компании вложили 214 млрд руб. в российские вузы в 2021–2025 годах.

Расходы федерального бюджета в НИОКР в гражданском сегменте, согласно анализу НИУ ВШЭ, в 2025 году выросли на 5,3% — до 792 млрд руб., а инвестиции компаний достигли 2,15 трлн руб. (рост на 5,2%). При этом в общем объеме исследований и разработок растет доля инноваций, представленных российскими вузами: в прошлом году она составила 188,2 млрд руб.

Ключевая государственная программа поддержки вузовской науки — «Приоритет-2030» нацпроекта «Молодежь и дети». В этом году в ней участвует 141 университет. Вузы, прошедшие конкурсный отбор и подтвердившие соответствие ряду критериев, получают гранты.

Университеты заявляют разработки с потенциалом коммерциализации и использования в реальных отраслях экономики.

Один из примеров таких перспективных технологий — адаптивный бетон, который разработали ученые Национального исследовательского Московского государственного строительного университета (НИУ МГСУ). Материал способен поддерживать температуру в помещении за счет внутреннего накопления тепла и его последующей отдачи при определенной температуре внутри здания.

В основе технологии лежит простой физический процесс — фазовый переход первого рода, поясняет аспирант Института промышленного и гражданского строительства НИУ МГСУ Софья Сокольникова. Она работает над технологией в ходе написания кандидатской диссертации.

«Избытки тепла всегда присутствуют в зданиях из-за несовершенств систем отопления и кондиционирования как в отопительный сезон, так и в летнее время. Адаптивный бетон позволяет ими воспользоваться и сэкономить до 25% энергии на поддержание комфортной температуры в помещении»,— уточнила она. Уникальность разработки в том, что механизм пассивной теплоаккумуляции возможен в оптимальном для климата России диапазоне температур 19–26 C, а материал изготавливается из доступного отечественного сырья.

Разрабатываемая добавка перспективна при заливке полов, создании стен и перекрытий, оштукатуривании. Как отмечает Софья Сокольникова, ускорить работу над инновацией помогла программа «Приоритет-2030»: с ее помощью удалось сформировать команду проекта, которая смогла увеличить объем экспериментов.

«В конечном счете это позволило сократить срок перехода на новые уровни готовности технологии и продвинуться к разработке продукта»,— пояснила она.

Еще одну многообещающую разработку — технологию получения сверхпрозрачного кварцевого стекла — представили ученые Пермского Политеха. Этот материал незаменим в космической отрасли, навигационных системах и современной микроэлектронике, оптоволоконной связи, медицине и научном приборостроении. Из него делают иллюминаторы космических кораблей, линзы в оборудовании для печати микрочипов и чувствительные элементы навигационных гироскопов. Поэтому такое стекло должно работать при высоких температурах и оставаться прозрачным в ультрафиолете.

Российская инновация полностью выполняет эти требования: пропускание стекла — более 80% в ультрафиолетовой области на длине волны 190 нанометров и более 90% в видимой области спектра.

Чтобы добиться такого эффекта при производстве, практически чистый оксид кремния расплавляется при температуре почти в две тысячи градусов. Но в отечественной технологии есть нюанс: пермские ученые добавили промежуточный этап — высокотемпературную выдержку в вакуумной печи до температуры размягчения материала.

За это время на поверхности каждой частицы образуется прочная кристаллическая оболочка — кристобалит, особая разновидность кварца. В этом процессе формируется упорядоченная структура материала, и избыточный кислород вытесняется. После этого сырье плавят и получают готовое изделие.

Как подчеркивает доцент кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, кандидат технических наук Иван Ряпосов, подбор температуры и времени критически важен для получения необходимого соотношения кристаллической и аморфной фазы. При плавлении именно оно делает стекло с максимальным пропусканием и лучшими свойствами.

«Это позволило нам на практике получить материал, который по качеству не уступает мировым аналогам»,— отметил ученый.

В перспективе технологию могут запустить в промышленный оборот и масштабировать выпуск оптического стекла.

В национальном исследовательском университете БелГУ для металлургической компании АО ОМК ученые создали сверхточное автоматизированное оборудование для быстрого локального нагрева заготовок для рессорной продукции. Оно позволяет сократить время цикла механических испытаний с нескольких часов до 10 минут, а также повысить точность контроля температуры при исследовании материалов в пределах ±3°C.

В основе разрабатываемой технологии — известный принцип нагрева токопроводящих заготовок токами высокой частоты. Но специалисты применили оригинальное инженерное решение — сфокусированный индукционный нагрев, при котором образец не помещается внутрь индуктора, как в большинстве аналогов, указывает директор центра коллективного пользования «Технологии и материалы» НИУ БелГУ Дамир Тагиров. Это, по его словам, позволяет создавать температурный режим и контролировать температуру непосредственно в зоне деформации металлического образца.

В университете считают, что разработка будет востребована там, где нужна быстрая и точная оценка свойств металлических образцов при нагреве до 1400°C: в научных лабораториях, испытательных центрах, службах контроля качества на промышленных предприятиях.

При этом, подчеркнул Дамир Тагиров, НИУ БелГУ рассматривает проект как продуктовое направление, а не разовое решение. Установка после многочисленных лабораторных испытаний будет передана бизнес-партнеру, производящему испытательные машины, сообщил он. В дальнейшем, уточнил Дамир Тагиров, могут начаться серийные продажи оборудования.