Через тернии к открытиям идут ученые ИММС имени В.А. Белого

В этом году исполнилось 55 лет со дня основания Института механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси. Однако наш разговор с директором ИММС членом-корреспондентом НАН Беларуси, доктором технических наук, профессором Андреем Григорьевым — о настоящем и будущем.

— Андрей Яковлевич, за 55 лет в ИММС сделано много важных и передовых разработок. Назовите, пожалуйста, несколько из тех, которые относятся к современному периоду.

— Новаторскими можно считать наши технологии переработки композитов методами реакционной экструзии и получения смесей термодинамически несовместимых полимеров. Благодаря этим технологиям созданы принципиально новые композиционные материалы на основе смесей полиамида и полиэтилена и изделия из них — суперударопрочные полимерные материалы, гибкие трубки и шланги для пневмосистем автотракторной и сельскохозяйственной техники, емкости для хранения и транспортирования нефтепродуктов и другое. Причем эти материалы, созданные из отечественного сырья, обеспечивают реальное импортозамещение.

К передовым относятся лазерная технология получения волокнисто-пористого материала «Грифтекс» на основе фторопласта и новые фильтрующие элементы серии «Гриф». Ученые института обнаружили эффект аномально быстрого разложения фторопласта-4 под воздействием лазерного излучения в вакууме с образованием волокнисто-пористого материала (полимерной ваты), обладающего уникальным комплексом свойств. Чаще всего этот материал применятся в качестве основного функционального слоя фильтрующих элементов для очистки технологических газов от аэрозолей воды, масла, очистки кислот и других агрессивных жидкостей. Наши фильтры используют на Мозырском НПЗ, Белорусском газоперерабатывающем заводе, «Белоруснефти», предприятиях Газпрома, «Гродно Азоте».

Отмечу и такое достижение, как создание антифрикционных композитов для уплотнений шаровых кранов магистральных газопроводов. Традиционно в качестве основного незаменимого материала для таких целей использовался фторопласт-4. Его хладотекучесть под нагрузкой приводит к усложнению конструкций шаровых кранов, чтобы компенсировать изменения геометрических размеров уплотнений в процессе эксплуатации. В ИММС нашли альтернативное решение за счет создания композитов на базе термоэластопластов, содержащих добавки углеродных наночастиц и твердых смазок. Сегодня уплотнительные кольца разных типоразмеров используются в серийном производстве шаровых кранов магистральных газопроводов на РУП «Белгазтехника». Объем наших поставок превышает 10 тысяч штук в год.

По поручению Президента и Совета Министров Республики Беларусь ученые ИММС провели НИОК(Т)Р по организации производства отечественных пластиковых лыж в филиале «Телеханы» ГП «Беларусьторг». Мы отработали составы и технологии получения композиционных материалов для носовой и пяточной частей, а также композита для слоя скольжения. Работы над расширением сортамента и повышением качества материалов продолжаются и сегодня.

В 2023 году в ИММС созданы и внедрены шесть передовых производственных технологий, в том числе на предприятиях нефтехимического комплекса. Например, для ПУ «Нефтебурсервис» РУП «ПО «Белоруснефть» — технологии изготовления адгезионного перфорированного листа и адгезионного покрытия для фильтров буровых растворов.

— За счет каких средств обеспечивается деятельность ИММС?

— Как и прежде, средства, выделяемые на научно-техническую деятельность ИММС из госбюджета, составляют относительно небольшую долю в общем объеме затрат, мы их направляем на финансирование фундаментальных исследований в рамках государственных программ. Научно-техническая деятельность в основном обеспечивается за счет привлечения средств предприятий при выполнении хозяйственных договоров и контрактов, причем доля внебюджетных договоров в общем объеме финансирования достигает 70—80%. Так, в 2023 году внебюджетные договоры в основной деятельности института составили 82%. Объем производства товаров, выполнения работ, оказания услуг за вычетом налогов и сборов за прошлый год превысил 6,4 миллиона рублей, экспорт научно-технической продукции (без учета грантов) — 530,5 тысячи долларов.

Справка. На 30 июня 2024 года в ИММС работали 115 человек, в том числе 70 исследователей. Среди них пять докторов наук (включая академика и члена-корреспондента НАН Беларуси) и 20 кандидатов наук. В качестве ведущих научных сотрудников в институте трудятся внешние совместители (специалисты учебных учреждений Гомеля) — доктор наук и два кандидата наук.

Президентский стипендиат, лауреат конкурса «100 идей для Беларуси» в 2023 году Виталий Стратанович

Что такое практическое применение научных знаний? Это решение инженерной или технологической задачи, основанное на научных достижениях, то есть на ранее неизвестных знаниях. Если нет теории, то получение знаний возможно только одним методом — проб и ошибок. Другого не дано. Обычно после того, как новое знание получено, проходит достаточно продолжительное время, прежде чем становится понятно, какую практическую пользу оно имеет. До момента внедрения может пройти пять — десять, а иногда и гораздо больше лет. Ведь надо не только провести исследования, но и обеспечить путь от лабораторного стола к производству — передать не просто идею, а технологию получения нового материала со всеми необходимыми нормативными документами. Это длительный процесс, и в его ходе пишутся многочисленные научные статьи, получаются патенты, защищаются докторские и кандидатские диссертации.

Среди победителей республиканского молодежного проекта «100 идей для Беларуси» Виктория Усова — сотрудница ИММС. 2024 год

В прошлом году в области полимерного материаловедения, трибологии, физики, химии и механики поверхности были напечатаны восемь книжных изданий с авторством наших ученых, в том числе три монографии и учебник, два учебных пособия и столько же сборников докладов. В 2023 году опубликовано 117 статей сотрудников института, в том числе в рецензируемых изданиях — 69. Мы выпускаем два научных журнала, один из них по трибологии — единственный на просторах СНГ.

— С какими предприятиями институт сотрудничает наиболее плодотворно?

— ИММС поддерживает партнерские отношения более чем со 100 организациями — научными центрами и предприятиями нашей страны, в том числе с открытыми акционерными обществами «Гродно Азот», «Белшина», «СветлогорскХимволокно», «Гомсельмаш», «БМЗ», «МТЗ», «МАЗ», «БЕЛАЗ», РУП «ПО «Белоруснефть». По хозяйственным договорам и контрактам ученые нашего института разрабатывают и поставляют заказчикам композиционные полимерные материалы и изделия на их основе, проводят испытания в сертифицированных лабораториях ИММС.

Разработки института (составы материалов, технологии, оснастка и другое) мы передаем заказчикам на договорной основе, и, конечно, хорошо было бы получать еще и роялти за наши запатентованные решения и ноу-хау. Но, увы, за использование семи наших лицензий отечественными предприятиями институт имеет 3—4 тысячи рублей в год. В то же время за одну лицензию, проданную в Китай, нам заплатили несколько сот тысяч евро. Более того, для продолжения сотрудничества китайская сторона инвестировала дополнительно 300 тысяч евро на организацию у нас в институте совместной лаборатории с передовым оборудованием. Она уже создана и работает.

Количество договоров и объемы выполненных у нас работ постоянно растут. Если в 2021 году ИММС заключил 186 договоров на сумму свыше 3,34 миллиона рублей, то в 2022-м — 216 стоимостью почти 3,85 миллиона рублей, в 2023-м — 248 договоров на сумму около 5,28 миллиона рублей.

Сформирован пул предприятий, с которыми институт поддерживает партнерство на протяжении многих лет, и в последние годы появились и новые заказчики, нуждающиеся в импортозамещающей продукции и технологиях.

— Импортозамещение — актуальная задача. Каков вклад ИММС в ее решение?

— Ежегодно ИММС поставляет такой продукции на сумму 500—700 тысяч долларов. По годам это выглядит так: 2021-й — 529 тысяч долларов, 2022-й — 620 тысяч, 2023-й — 630 тысяч долларов.

В рамках программы импортозамещения по прямым хозяйственным договорам поставляем композиционные полимерные материалы и изделия для «Белоруснефти» — фильтры серии «Гриф», элементы фильтрующие ЭФВП-Г-20, ремкомплекты клапанов компрессоров, тормозные элементы для технологического оборудования ОАО «БМЗ — управляющая компания холдинга «БМК». За 2022—2023 годы их реализовано на сумму более 300 тысяч долларов.

Для нефтедобывающих предприятий изготавливаем адгезионно-активную пленку и двухслойный лист из АБС-пластика для сеточной панели установок очистки буровых растворов. До недавнего времени в отрасли использовались фильтры буровых растворов американского производства.

По многим направлениям давно и постоянно работаем с ОАО «СветлогорскХимволокно». Поставляем предприятию химически модифицированный полиэтилен высокой плотности. Антистатическую грунтовку на эпоксидной основе, разработанную ИММС в рамках ГНТП «Ресурсосбережение, новые материалы и технологии» для зашиты от коррозии, используют Мозырский НПЗ и «Белоруснефть», а также российские компании.

— Как вы видите дальнейшее развитие института? Расскажите о перспективных разработках.

— Мы занимаемся не только созданием полимеров, но и решением задач в области трения, износа, смазки. Из нетрадиционного — разработали несколько вариантов составов жидких и пластических смазок полностью на биоразлагаемых компонентах. Пока еще не дошли до финала, но считаем, что экологически чистые смазочные материалы на основе растительного сырья имеют хорошие перспективы реализации.

Кроме того, мы улучшили созданный нами ранее лекарственный препарат на основе аналогов активных жидкокристаллических компонентов синовиальной жидкости от артроза, ушибов, растяжений и т.п. Он эффективно снижает мышечные и суставные боли. Препарат когда-то выпускался одной из фармацевтических компаний, которая, к сожалению, ушла с рынка в середине нулевых, и выпуск лекарства прекратился, хотя оно пользовалось спросом.

Сейчас ученые ИММС совместно с коллегами из Института общей и неорганической химии (ИОНХ) НАН Беларуси получили новый состав, значительно более эффективный, на основе крем-геля. ИММС синтезирует активное вещество, а ИОНХ взял на себя разработку крем-геля и организацию производства препарата, получившего название «Холеин». Сейчас создается его производство на средства, предоставленные НАН Беларуси. Как только препарат пройдет сертификацию, он появится на отечественном рынке. Кстати, холеин аналогичен широко разрекламированной мази Окопника.

Наверное, многих удивляет, откуда у нас разработка лекарственного препарата? Она появилась благодаря официально зарегистрированному открытию в ИММС особого механизма трения жидких кристаллов. Исследованием этого феномена в 1980-х годах занимался член-корреспондент Академии наук БССР Борис Купчинов. 

Виктория Шумская

Если говорить о перспективах, то я вижу ее в молодых кадрах. Мы их старательно растим. В этом году защитились две мои аспирантки. Одна из них — Виктория Шумская разрабатывает материалы для фильтрации, которые используют Белтрансгаз, «Белоруснефть». Другая — Юлия Попкова работает в БелНИПИнефть и занимается защитой труб от коррозии. Причем она написала диссертацию за два года вместо пяти лет. В этом ей помог фактический материал, собранный на производстве.

За 2020—2024 годы 20 наших молодых сотрудников получили различные гранты, стипендии, выиграли конкурсы, участвовали в международных форумах и т.п.

Справка. С 2021 по 2024 год ИММС заносился на Республиканскую доску почета (2021 и 2022 годы), Доску почета Национальной академии наук Беларуси (2021 и 2023 годы), Доску почета Гомельской области (2021 и 2022 год).

— Сегодня во многих странах технологический рывок считают одной из приоритетных целей развития. Насколько велика вероятность получить в ходе научной деятельности прорывную технологию? Или все дело случая?

— К сожалению, чаще всего открытия, дающие начало прорывным технологиям, происходят случайно или не оцениваются должным образом современниками. Например, булева алгебра — основа вычислительной техники и вообще всей информационной технологии. А ведь Джорджа Буля, который в 1847 году придумал эту систему исчисления логических выражений, современники считали чудаком. Его алгебра пригодилась лишь через 100 лет. Знаем мы, как случайно Парксом был создан целлулоид, Фалбергом — открыт сахарин, а Флеммингом — пенициллин.

Но без упорной работы прогресс в любой области невозможен. Сегодня мы трудимся над новыми технологиями создания полимерных композитов. Убежден, некоторые из них станут прорывными. В методологии научного поиска есть концепция революционного и эволюционного развития. Революция случается, когда происходит прорыв в знаниях. Создали транзистор, и началось развитие электроники, микроэлектроники, вычислительной техники, на которой сегодня фактически держится вся цивилизация. А эволюция предполагает постепенное движение к открытию, основанное на методе проб и ошибок, причем ученых всего мира. Есть хороший пример — строительство большого адронного коллайдера мировой коллаборацией более чем за 11 миллиардов долларов и открытие бозона Хиггса. Какое у него практическое значение, пока не знают. Но таким образом был закрыт последний, хочется надеяться, вопрос в Стандартной модели физики элементарных частиц.

Андрей Григорьев и председатель президиума НАН Беларуси Владимир Гусаков

Мы идем эволюционным путем. Революции в нашей области были в 1950-х годах, когда бурно развивалась химия полимеров, в 1990-х, когда разрабатывались методы модификации и наполнения полимеров. Сейчас практически не происходит синтеза новых полимерных молекул. В основном речь идет о разработке подходов к созданию композиционных полимерных материалов с требуемыми свойствами. На повестке — создание функциональных и многофункциональных полимерных композитов — материалов с точно заданным комплексом физико-механических характеристик. В этой области предстоит еще многое сделать.

ФОТО Виктория Вертинская, Сергей Дубовик