Петербургские учёные рассказали, как их изобретения помогут в изучении Крайнего Севера

Петербургские учёные разработали материал, выдерживающий мороз до -80 градусов. Его можно использовать для утепления зданий на Крайнем Севере, а также применять в условиях Арктики.

Яркий огонь горелки плавно гуляет по чёрному бруску углеродного материала — так наглядно учёные из университета промышленных технологий и дизайна показывают своё новое изобретение. Материал хорошо сохраняет тепло, а значит, может помочь исследователям Севера.

— Состоит из разных материалов, внутри у нас есть углеродный нетканый материал, несколько слоёв, по бокам у нас есть либо углеродная ткань, либо углеродная фольга, — рассказал старший преподаватель кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов СПбГУПТД Андрей Кузнецов.

По задумке учёного, это изобретение подойдёт для создания специальных изоляционных матов, которыми утепляют стены и другие несущие конструкции. Обычно их делают из менее надёжного пенопласта или минеральной ваты, но этот композит способен не только сохранить тепло в помещении, но и уберечь его от излишней влаги.

— Их можно сделать разные. Углеродные материалы практически не гидрофобные, поэтому практически не впитывают в себя воду. Конденсат в них не образуется, они на тепле и морозе не расширяются и не сужаются, поэтому их достаточно удобно использовать, — пояснил Андрей Кузнецов.

Путь от первого эксперимента до промышленного изготовления такой изоляции занял у учёного около трёх лет. И все же, несмотря на все достоинства этого материала, изготовление получается достаточно затратным.

Но и здесь есть альтернативы: углерод-полимерная изоляция высокие температуры выдержать не может, а вот низкие — вполне. Такой тонкий кусок материала способен защитить от температуры в -80 градусов по Цельсию, а разработал его коллега Кузнецова — аспирант Вадим Марценюк. Перед ним стояла задача — адаптировать изобретение к северному климату. Теперь изоляция стала более подвижной, а её составляющие можно использовать в одежде.

— Он намного легче, может быть выполнен в различных геометрических формах. Им можно покрывать не только стены сооружения, но и трубопроводы, какую-то различную специфическую технику, — отметил аспирант кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов СПбГУПТД Вадим Марценюк.

Заведующий кафедрой Александр Лысенко считает северную тематику интересной и перспективной, а если предоставить тем, кто согласен работать на Крайнем Севере, комфортные условия, рабочий процесс окажется максимально полезным.

Одно из таких изобретений — оптоволоконные светоизлучающие ткани, которые инженер Иван Цыбук создаёт из двух компонентов.

— Это материал, который состоит из обычных текстильных нитей и оптических волокон с поверхностным свечением. Таким образом у нас получается уникальный светоизлучающий материал, который имеет множество потенциальных областей применения: от дизайна до медицины, — рассказал ведущий инженер кафедры наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов СПбГУПТД Иван Цыбук.

В сочетании с ультрафиолетовыми лампочками его изобретение помогает в лечении желтухи у детей. Для полярников, которые сталкиваются с недостатком солнечного света, инженер тоже придумал несколько способов применения: от светоизлучающих установок до спецодежды. Скажем, после тяжёлого рабочего дня можно прилечь в камеру, похожую на солярий, с оборудованным ультрафиолетовым излучением. Или же надеть комбинезон на основе оптоволоконных тканей, получив тем самым дозу полезного ультрафиолета.

Студентка Анна Мальцева в команде совсем недавно. Она создаёт многослойные композиционные материалы с использованием фторопластов, которые применяют для хранения так называемых «агрессивных сред». Её изобретение выдерживает серную кислоту, а также сохраняет ёмкости от разрушения и протечки даже в минусовые температуры.

— Можно использовать для хранения и транспортировки соляной кислоты, серной, азотной, концентрированных щелочей, которые очень воздействуют на материал матрицы стеклопластика, но второпласту не причиняют никакого вреда, — рассказала студентка.

Сейчас в стенах кафедры разрабатываются пять проектов, которые уже направлены на помощь полярникам. Учёные говорят, что их может стать больше, однако всё зависит от государственных программ и контрактов: чем больше финансирование получат изобретатели, тем скорее технические новинки появятся на вооружении исследователей Севера.