Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом, уже утвердила и реализует несколько проектов, продукция которых может использоваться в строительной отрасли.

Предлагаем вашему ваниманию обзор проектов в области нанотехнологии для строительной отрасли.

Обзор подготовил О. Л. ФИГОВСКИЙ (Polymate Ltd.-International Nanotechnological Research Center, Migdal HaEmek, Israel)

Композитные материалы

Наноматериалы на основе крупнотоннажных полимеров. Создание серийного производства очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе.

Проект предусматривает введение на рынок новых видов высокотехнологичной нанопродукции: очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе.Полимерные нанокомпозиты, состоящие из пластичной полимерной основы (матрицы) и наполнителя – органомодифицированного монтмориллонита с размером частиц от 10 до 200 нм, обладают новыми улучшенными свойствами (например, устойчивость на разрыв, жаропрочность и пожаробезопасность, влаго- и газонепроницаемость).Полимерные композиционные материалы уже нашли применение в промышленности для изготовления специальных покрытий, упаковочных пленок с барьерными свойствами, деталей автомобилей и электронных устройств, авиастроении, кабельной промышленности. В будущем их использование может быть практически неограниченным.

Препреги. Организация промышленного производства препрегов на основе углеродных и минеральных волокон и нанонаполненных связующих.

В России реализуется первый интегральный проект по организации промышленного производства препрегов на основе углеродных и минеральных волокон и нанонаполненных связующих. Проект предусматривает создание производственных мощностей по выпуску широкой номенклатуры препрегов на производственных площадках в Москве и Саратове.Использование подобных материалов позволяет существенно снизить вес конструкций, увеличить прочностные характеристики и срок службы. В строительстве препреги могут иметь различные применения, в том числе для армирования бетонных конструкций.

Инструмент

Производство режущего инструмента из сверхтвердого материала на основе микро- и нанопорошков кубического нитрида бора.

В рамках проекта РОСНАНО совместно с «Микробор Технолоджи» будет создан полный производственный цикл — от синтеза нанопорошка кубического нитрида бора до изготовления из него режущего инструмента.Повышенные физические характеристики инструмента из нанопорошка кубического нитрида бора (микротвердость, износо- и теплостойкость) приводят к существенно более высокой производительности инструмента. При этом затраты на обработку деталей инструментом могут снижаться до 60%.Продукция проекта будет востребована для черновой и финишной обработки деталей в первую очередь в таких отраслях как строительство, тяжелое машиностроение, автомобилестроение, добывающая промышленность.

Дорожные покрытия

Унирем — модификатор дорожных покрытий. Реконструкция и расширение производства.

Модификатор «Унирем» применяется при ремонте дорог и укладке новых дорожных покрытий. «Унирем» получают, измельчая отработанные автопокрышки при высокой температуре и давлении. Частицы модификатора, обладающие микро- и наномозаичной структурой, делают дорожные покрытия устойчивыми к воде и циклическим деформациям при перепаде температур, к образованию трещин и колеи. В результате долговечность дорожных покрытий увеличивается на треть, а межремонтные сроки при эксплуатации автомагистралей - на 25-30%.Проект решает, в том числе, важную экологическую задачу - утилизацию старых автомобильных покрышек. В настоящее время на переработку поступает не более 5-8% от того количества использованных покрышек, что накапливается за год.

Теплоизоляционные материалы

Пеноситал. Расширение производства инновационных теплоизоляционных материалов на основе битого несортового стекла.

Цель проекта — создание промышленного производства плитного пеностекла — инновационного теплоизоляционного материала, изготовленного на основе технологии «Пеноситал». Конечной продукцией проекта являются теплоизоляционные материалы, которые могут применяться как при жилом и коммерческом строительстве, так и в промышленной теплоизоляции. Экологической составляющей проекта является использование в качестве сырья одного из компонентов твердых бытовых отходов — стеклобоя, что позволяет снижать негативное воздействие битого стекла на окружающую среду.

Энергосбережение

Твердотельная светотехника. Энергосберегающие системы освещения на светодиодных чипах.

Конечным продуктом проекта станут светодиодные чипы, светодиодные лампы и осветительные системы, сопоставимые по яркости с лучшими мировыми аналогами. Реализация проекта позволит существенно сократить затраты на электроэнергию и эксплуатацию светотехнической продукции как для промышленных объектов, так и для населения. Наиболее динамично замена светотехники с использованием традиционных источников света на светодиодные будет происходить, в первую очередь, в сегментах освещения объектов ЖКХ, уличного освещения, освещения коммерческих зданий, промышленных объектов.

Наноматериалы и покрытия

Огнезащитные покрытия. Организация производства наноструктурированного гидроксида магния с модифицированной поверхностью.

Реализация проекта позволит обеспечить российских производителей полимерных компаундов высококачественным сырьем — наноструктурированным гидроксидом магния, который используется в качестве огнезащитной добавки в строительные материалы.

Наноструктурные неметаллические покрытия. Создание многопрофильного производства наноструктурных неметаллических покрытий.

Продукцией проекта станут технологические линии для нанесения неметаллических неорганических керамических покрытий на поверхности металлов. Технология микродугового оксидирования обеспечивает деталям свойства износостойкости (увеличение в 2-8 раз), защиты от коррозии, термостойкости, декоративные свойства. Поставки технологических линий будут осуществляться в строительную, машиностроительную, приборостроительную (потребительская электроника), автомобильную и авиастроительную российские и зарубежные отрасли.

Модифицирующие покрытия нанометровой толщины. Расширение производства отечественных установок для нанесения нанопокрытий с помощью плазмы магнетронного разряда.

Расширение выпуска установок для нанесения модифицирующих покрытий нанометровой толщины на материалы и изделия с помощью плазмы магнетронного разряда позволит вывести существующее отечественное мелкосерийное высокотехнологическое производство на новый уровень по объему производства и расширить его присутствие как на российском, так и на зарубежных рынках. Выпускаемые уже сегодня установки позволяют наносить одно- и многослойные покрытия нанометровой толщины из различных материалов (проводящих, полупроводниковых и диэлектрических). Оборудование и технологии магнетронного распыления материалов применяются, в том числе, при производстве листового стекла с покрытиями разнообразного назначения, а также для нанесения покрытий на металлические поверхности с целью повышения их коррозионной стойкости, декоративности, придания поверхности необходимых механических, химических, электрических и т.д. свойств

Материалы из германия. Модернизация производства германия и продукции высоких степеней его обработки.

В рамках проекта будет создан полный производственный цикл от добычи и обогащения исходного германийсодержащего сырья до его последующей многостадийной переработки в химические продукты, материалы и изделия. Одним из основных продуктов проекта станет диоксид германия (GeO₂), используемый в качестве компонента катализатора при изготовлении синтетических волокон и других процессов органического синтеза, производстве специальных стекол с высоким коэффициентом преломления и прозрачностью в ИК-области спектра, косметологии и изготовлении эмалей и глазурей.

Комплектующие и оборудование

Сверхвысокопрочные пружины. Создание массового производства сверхвысокопрочных пружин.

В основе новой технологии лежит операция горячей навивки пружины при оптимальном сочетании температуры нагрева, степени деформации при навивке, схемы и режима охлаждения-закалки последовательно каждого витка навиваемой пружины. В результате этих операций формируются наноразмерные субструктуры, обеспечивающие высокие прочностные характеристики изделий. Основными точками применения продукции проекта станут железнодорожный транспорт (вагонные и локомотивные тележки), энергетика, подвески автомобилей, сельскохозяйственной и строительной техники, лифтовые системы.