Analitika.at.ua. Если государство поможет коммерциализировать разработки Севана Давтяна, Армения получит перспективное наукоемкое производство
В 1959г. лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман впервые высказал идею о том, что изучение наномира таит в себе неисчерпаемые технологические возможности. Он не ошибся, считая, что уже полвека спустя люди будут удивляться тому, что так долго не обращали внимания на существование рядом с ними целого мира объектов, обладающих поистине фантастическими свойствами. Как оказалось, этот мир действительно существует. И не только рядом с нами, но и внутри нас, потому что каждая клетка нашего организма работает как наноприбор. Сегодня задача науки – научиться работать с наночастицами так же эффективно и точно, как это делает клетка.
Предположения Р.Фейнмана действительно оказались пророческими. Сегодня ученые научились весьма успешно манипулировать частицами размером в одну миллиардную метра, сборка атомов с целью получения определенных свойств композитов стала реальностью. Оказалось, что использование нанотехнологий в медицине, сельском хозяйстве, энергетике, электронике, средствах связи и т. д. позволит решить массу актуальных проблем. Нанотехнологии вошли в список научных приоритетов всех развитых стран. По прогнозам специалистов, уже в течение ближайшего десятилетия страны, располагающие энергоресурсами, потеряют свои преимущества, огромное влияние приобретут те страны, которые освоят нанотехнологии.
Разработки в области нанотехнологии весьма успешно проводятся и в Армении. Базовая лаборатория полимерных нанокомпозитов и кафедра теоретической химии Государственного инженерного университета Армении, которой руководит член-корреспондент НАН РА Севан Давтян, совместно проводят работы в области синтеза и исследований полимерных нанокомпозитов с широким спектром свойств, что создает возможности их применения в медицине, сельском хозяйстве, электротехнике и т. д.
Получение нанокомпозитов связано с огромными преимуществами и в то же время немалыми сложностями. Дело в том, что удельная поверхность наночастиц значительно больше, чем у тех же веществ макроразмеров, что обеспечивает им уникальные химические и физические свойства, не характерные для тех же веществ при макроразмерах. Так, например, крупинки золота нанометрового масштаба имеют не желтый, а красный цвет и необычайно активны, что совершенно не свойственно частицам золота более крупных размеров. Эти уникальные свойства наночастиц технологи пытаются использовать для синтеза нанокомпозитов, в основе которых различные металлы, сплавы, полимеры, и вводят в них наноразмерные добавки. Именно благодаря возможностям получения уникальных материалов при использовании малоразмерных наполнителей определились колоссальные возможности применения полимерной нанотехнологии. При использовании наноразмерных добавок свойства полученных нанокомпозитных материалов значительно отличаются от полимерных композитов с теми же составляющими, но имеющими макроразмерные масштабы. Это обусловлено целым рядом уникальных свойств наночастиц. Однако парадокс заключается в том, что именно эти свойства становятся преградой для синтеза нанокомпозитов и сохранения свойств наночастиц в новых полимерах.
Проблема заключается в том, что наночастицы в силу большой удельной поверхности и, соответственно, высокой поверхностной энергии слипаются друг с другом в более крупные образования, что приводит к укрупнению этих частиц, потере наноразмерности, а соответственно и тех привлекательных свойств, ради которых синтезировались эти композиты.
Над тем, как сохранить наноразмерность вводимых в композиты частиц металлов и равномерно распределить их в полученном материале, работают ученые всего мира. Традиционно процесс полимеризации проводится в больших реакторах, что дорого, трудоемко, экологически неблагоприятно и связано с опасностью взрыва. Но главный недостаток этого метода заключается в том, что получить нанокомпозиты необходимых характеристик все же не удается. Еще в 70-х годах, работая в то время в Институте неорганической химии АН СССР, Севан Давтян разработал значительно более дешевый, экологически безопасный, а главное – эффективный способ синтеза полимеров, который получил название метода фронтальной полимеризации. До 90-х гг. этот метод монопольно использовался, теоретически и экспериментально исследовался только в лаборатории С.Давтяна. По методу фронтальной полимеризации было опубликовано более 300 статей в российских и зарубежных научных журналах. После возвращения в Армению в 1992г. С.Давтян продолжил исследования сначала в Институте неорганической химии НАН РА, а затем в базовой лаборатории Государственного инженерного университета Армении, где он работает в настоящее время.
Благодаря публикациям информация о новом эффективном методе получения нанокомпозитов получила широкое распространение в мировых научных кругах. Методом заинтересовался американский профессор Джон Пойман, который пригласил в университет штата Миссисипи учеников С.Давтяна из научных учреждений Москвы и Черноголовки. Благодаря активности Д.Поймана технология фронтальной полимеризации активно используется во всех зарубежных центрах, занимающихся полимерами и полимерными нанокомпозитами.
И хотя получить материалы, обладающие необходимыми свойствами, можно только при условии неизменяющейся скорости полимеризации по всему фронту, а как это сделать знают пока только С.Давтян и его ученики, этот приоритет может быть утрачен уже в ближайшее время. Дело в том, что изучением метода фронтальной полимеризации стали серьезно заниматься не только в США, но и в Японии, Германии, Италии, Франции, Индии и других странах. А если все специфические особенности метода будут раскрыты, то нет никаких гарантий, что уже в ближайшее время разработка С.Давтяна будет фигурировать под чьим-то иным авторством. К сожалению, интеллектуальная собственность в Армении весьма слабо защищена. А средств на оформление всех возможных зарубежных патентов у армянских ученых, естественно, нет.
В лаборатории нанокомпозитов Государственного инженерного университета сделаны и другие перспективные разработки. Получены различные полимерные композиты со сверхпроводящими свойствами, а также полиакриламидный гель, представляющий интерес для очень многих сфер деятельности, в том числе производства. Этот гель способен впитывать в себя большое количество воды или растворов активных веществ и отдавать их среде в соответствии с заданной программой. В течение последних десяти лет подобные гели были синтезированы во многих странах, но их основной недостаток связан с присутствием в них остаточного акриламида, который является очень токсичным веществом. С применением метода фронтальной полимеризации Севан Давтян и Анаит Тоноян сумели получить гель, абсолютно свободный даже от следов токсичного акриламида. Нетоксичный гель может быть использован в фармакологии при производстве лекарственных препаратов. В гель могут быть введены те или иные лекарства, которые будут постепенно и по необходимости выделяться в организм больного. Очень эффективно этот гель может быть использован и в сельском хозяйстве. В этом случае в гель могут быть введены препараты, лечащие корни растений от различных болезней. При этом гель будет постоянно поддерживать необходимый уровень влажности почв. Использование этой разработки в сельском хозяйстве повысит урожайность культур до 40%.
Разработаны и другие многофункциональные композиты, которые могут эффективно использоваться в разных сферах деятельности в зависимости от составляющих композитов.
Во всех случаях разработки лаборатории полимерных нанокомпозитов Государственного инженерного университета, несомненно, конкурентоспособны и могут найти широкий спрос не только в нашей стране. И что не менее важно – лаборатория располагает самым современным оборудованием и высококвалифицированными кадрами, что уже сегодня позволяет перейти к производственной деятельности, которая не потребует материальных вложений, но принесет серьезный доход. Однако опыта коммерциализации у ученых нет, их интеллектуальная собственность защищена слабо. Но если государство проявит интерес к этим разработкам, Армения получит перспективное наукоемкое производство.
Гаянэ САРМАКЕШЯН
Голос Армении |
