Один из участников КНТП «Нефтехимический кластер» – Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова (КБГУ). В прошлом году вуз отметил свое 90-летие. О работе ученых-химиков над проектом по созданию экологически безопасных полимерных материалов рассказала доктор химических наук, профессор Светлана Юрьевна Хаширова, и.о. проректора КБГУ по научно-исследовательской работе, лауреат общенациональной премии Российского профессорского собрания «Проректор года по НИР», руководитель Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий (КБГУ).
– Светлана Юрьевна, расскажите, пожалуйста, о проекте, над которым КБГУ работает в рамках КНТП «Нефтехимический кластер».
– Наш университет выполняет проект «Разработка и промышленное освоение инновационной экологически безопасной технологии производства полиэтилентерефталата для пищевой, медицинской и электротехнической отраслей промышленности». В рамках этого проекта мы должны разработать три технологии: получение полиэтилентерефталата пленочного и волоконного назначения с использованием экологически безопасных катализаторов, получение сополимеров полиэтилентерефталата с различными эксплуатационными свойствами и получение композиционных материалов с повышенными барьерными свойствами. Эти технологии позволят вывести на рынок целый ряд экологически безопасных инновационных импортозамещающих полимерных продуктов.
Проект жизненно важен, так как полимерные материалы, которыми мы занимаемся, имеют поистине широчайшую сферу применения. Из пленочных и волоконных марок полиэтилентерефталата можно изготовить множество изделий – от контейнеров для пищевых продуктов и напитков до электронных и автомобильных компонентов, интеллектуальных счетчиков, фотоэлектрических деталей, распределительных коробок для солнечных батарей и т.д. Из волоконного полиэтилентерефталата делают одежду, ковры, чехлы на сидения и многое другое. Ткани из полиэтилентерефталата легкие, и при этом они более устойчивы к разрывам. Полиэтилентерефталат используется и в медицине, например, из него делают сосудистые протезы.
Разработка сополимеров полиэтилентерефталата позволит создать широкий ассортимент новых материалов для самых различных областей применения, так как их свойства можно будет регулировать: от жесткого материала до резиноподобного.
Получение композиционных материалов с повышенными барьерными свойствами очень важно, например, для упаковки пищевых продуктов: если через упаковку не проникает кислород, то продукты хранятся дольше, поэтому можно будет отказаться от консервантов. Для повышения барьерных свойств полимеров в мире используют многослойные пленки, добавки на основе солей металлов. Все это делает технологию более дорогой, а добавки частиц металлов не всегда безопасны. Важно, что мы разрабатываем технологию, в которой применяется однослойная пленка, и предлагаем новые механизмы снижения газопроницаемости без дорогостоящих и токсичных барьерных добавок.
Отечественных конкурентоспособных аналогов тех продуктов, которые мы создаем в рамках КНТП «Нефтехимический кластер», не существует. Эти материалы будут конкурентоспособны на мировом рынке, причем некоторые продукты и технологические процессы будут не только импортозамещающими, но и импортоопережающими.
– Каким образом результаты вашего проекта будут способствовать достижению общих целей КНТП, например, снижению экологической нагрузки на окружающую среду?
– Технология производства, которую мы создаем, будет современной и экологически безопасной, в ней не будут использоваться такие вещества и процессы, которые загрязняют окружающую среду и наносят вред здоровью людей. Это наш вклад в общее дело очищения природы России от негативного воздействия химических предприятий.
Мы отказались от использования токсичных сурьмяных катализаторов и разработали новые нетоксичные комплексные титансодержащие катализаторы, причем их высокая активность позволяет снизить количество используемого катализатора в несколько раз. Это дает большие возможности для расширения ассортимента продуктов на основе полиэтилентерефталата и области их применения.
Кроме того, разрабатываемые технологии являются безотходными, а сами продукты способны многократно перерабатываться после использования и даже заново превращаться в исходные материалы для получения новых полимеров.
В совокупности это вносит значимый вклад в достижение общих целей КНТП, в частности, снижает нагрузку промышленных предприятий на окружающую среду, способствует динамичному росту экономики и качественному импортозамещению.
– Какими силами осуществляется проект?
– Проект осуществляется командой Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х.М. Бербекова.
Наша работа направлена на обеспечение технологического суверенитета страны в области стратегически важных полимерных материалов. В центре проводится полный инновационный цикл: от синтеза полимеров и создания композиционного материала до переработки его в изделие экструзией, литьем, прессованием, фрезерованием, 3D-печатью и комплексных испытаний на эксплуатационные свойства. К выполнению научных работ привлечено более 30 высококвалифицированных молодых специалистов в области материаловедения полимерных материалов. Среди них 2 доктора наук и 20 кандидатов химических и технических наук по специальности «Высокомолекулярные соединения».
Мы гордимся своими достижениями. Коллектив центра успешно выполнил более 10 крупных научных проектов. Получено более 150 патентов РФ и 10 ноу-хау, защищено 15 кандидатских диссертаций. Более 30 патентов на новые материалы и технологии переданы по лицензионным договорам индустриальным партнерам. За последние 5 лет у нас вышло 350 статей о результатах выполненных исследований. Больше половины из них индексированы в международных базах данных Scopus и Web of Science. Полученные в последние годы результаты отмечены золотыми и серебряными медалями на ведущих международных выставках в Женеве, Бангкоке, Сеуле и Йене.
В настоящее время центр реализует 4 проекта в области синтеза высокоэффективных полимерных материалов, разработки полимерных композиционных материалов и полимерных аддитивных технологий. Мы принимаем активное участие в подготовке инженерных кадров: на базе центра стажируются и проходят курсы повышения квалификации молодые ученые со всей страны.
– Вы успешно руководите коллективом молодых ученых. У вас есть свой «секрет» общения с молодежью? И чем новое поколение российских ученых, на ваш взгляд, отличается от старших коллег?
– Никаких секретов нет, просто надо общаться с молодежью на равных, честно и открыто и не бояться конкуренции. Стараюсь сделать так, чтобы каждый молодой ученый в моей команде поверил в себя, развивался, делал карьеру в науке. Конечно, все люди разные, и к каждому нужен свой подход. Но когда ты искренне желаешь добра, видишь в человеке положительные стороны, то всегда можно найти ключик, который раскроет его потенциал. Я не делю ученых по возрасту или каким-то другим признакам, ученым степеням. Главное для меня – вовлеченность человека в науку.
Я с удовольствием работаю и с молодежью, и со старшим поколением ученых, которым иногда за 80 лет. Не могу сказать, что наши старшие не вовлечены в современную научно-исследовательскую повестку. Наоборот, восприятие научных вызовов у старшего поколения ученых более глубокое, и это часто помогает находить пути решения задач. И вообще, я думаю, что настоящие ученые не стареют, у них всегда сохраняется молодой дух.
Конечно, есть проблема преемственности поколений. Меньше стало желающих учиться в аспирантуре. Их можно понять: на стипендию прожить невозможно, для получения гранта не хватает научного статуса, приходится подрабатывать, не остается времени на диссертацию. Такая проблема есть и у нас. Мы решаем ее включением аспирантов в научные проекты, где они одновременно выполняют поставленные задачи, нарабатывают материал для диссертации и получают достойную зарплату. Кстати, КНТП – одна из таких возможностей поддержать молодых ученых. В нашем центре практически все сотрудники вовлечены в науку еще со студенческой скамьи, а некоторые даже со школьной. Когда, будучи студентом, соприкасаешься с решением крупных научных задач, более уверенно делаешь выбор: быть или не быть в науке. Остаются самые сильные и целеустремленные.
Согласна с С.И. Вавиловым, который сказал: «Когда наука достигает какой-либо вершины, с нее открывается обширная перспектива дальнейшего пути к новым вершинам, открываются новые дороги, по которым наука пойдет дальше». Я выросла в горной долине и всегда любила залезать на вершины гор, окружающих наше село, чтобы посмотреть, что же там, за ними. И сейчас, достигая очередную вершину в науке, хочется увидеть, что дальше. У настоящего ученого должно быть стремление развиваться всегда. Я не ставлю себе границ в науке. Считаю, что ничего невозможного нет.
– На каком этапе реализации проекта ваша команда находится в настоящий момент и как планируется дальнейшая работа?
– К настоящему времени мы разработали несколько новых комплексных титансодержащих катализаторов, провели более 400 синтезов полимеров и сополимеров и осуществили анализ продуктов и технологии, разработали рецептуры модифицирующих добавок для повышения барьерных свойств полиэтилентерефталата, получили и испытали более 100 опытных образцов полимерных композиционных материалов, разработали и изготовили экспериментальную и опытную установки, моделирующие производственную линию, что позволит осуществить ускоренное масштабирование разрабатываемых технологий. По результатам работы имеем 3 ноу-хау и 1 патент на изобретение. Все идет согласно календарному плану, сейчас мы уже получаем опытные партии новых продуктов, в следующем году выходим на опытно-промышленные партии. Сделано много, но и впереди у нас большая работа.
Мы понимаем, какую огромную ответственность несем в рамках КНТП. Бывает, что работаем до полуночи и по выходным. Тем не менее формат КНТП мотивирует нас: мы знаем, что наши технологии будут внедрены на реальном производстве, и здесь нет права на ошибку. Кроме того, постоянное живое общение с индустриальным партнером ГК «Титан» позволило по-другому взглянуть на ряд вопросов и расширить свои знания в области разработки технологии и масштабирования ее на большое производство. Тесное сотрудничество с академическими институтами, нашими партнерами по КНТП, тоже взаимно обогащает нас новыми знаниями. Считаю, что КНТП позволяет обойти так называемую «долину смерти» для научных разработок и является эффективным инструментом, который объединяет науку, бизнес и власть для ускоренного внедрения инновационной продукции в нашей стране.
– Есть ли в вашей работе трудности?
– Конечно, без трудностей не бывает. Особенно когда надо в короткие сроки выполнять очень сложные и масштабные задачи. Большие трудности бывают с закупкой реактивов и оборудования. Процесс закупки в бюджетном учреждении, таком как университет, длительный. Например, срок доставки – минимум полгода. А если процесс надо выполнить за два месяца? Но безвыходных ситуаций не бывает. Обращаемся к партнерам, друзьям по всей стране, и они часто выручают. Однажды перед самым Новым годом закончился реактив, а до конца года предстояло провести еще как минимум 10 синтезов. Казалось, что все безнадежно. Тогда мы решили еще раз поискать у себя, в шкафах и на складе, и нашли ровно столько мономера, сколько нам было нужно! Благодаря этому мы достойно завершили год. Вот такой получился новогодний подарок.
Часто ломается оборудование, особенно когда его заставляешь работать практически круглосуточно. Мастера ждать долго, поэтому мы сами научились не только его чинить, но и разрабатывать и изготавливать комплектующие. Трудности закаляют и развивают. Мы нацелены на результат, и даже если планируемая траектория его достижения меняется, я считаю, что выход есть всегда.
– Что получает университет от участия в КНТП?
– Во-первых, участие в КНТП повышает рейтинг университета, подтверждает высокий научный уровень в вузе, наличие жизнеспособных научных коллективов, которые могут решать масштабные задачи. Во-вторых, это выполнение показателей по объемам НИР, что помогает развивать науку и привлекать новые научные кадры. В-третьих, это возможность трансфера технологий, налаживание сотрудничества с бизнесом.
Для регионального университета особенно престижно, что в рамках КНТП мы решаем научные задачи наравне с ведущими вузами и академическими институтами страны: МГУ, МИРЭА, Институтом катализа РАН, Институтом нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН. Это позволяет эффективно интегрировать региональную науку с научным сообществом страны.
– Что для вас значит заниматься наукой в России сегодня?
– У меня никогда не было желания уехать в другую страну, хотя выгодных предложений было много. Не скажу, что мне было легко. Создать в региональном университете центр мирового уровня очень сложно, но у нас получилось. И теперь мы можем у себя дома заниматься наукой на мировом уровне. Это же прекрасно!
Мне комфортно заниматься наукой дома, в России, приносить пользу своей родине. В науке, как и в любом деле, если ты качественно работаешь, то будешь востребован всегда и в любой точке мира. В нашей стране есть много программ для поддержки науки, в том числе КНТП. Показатели, которых мы достигли в работе, позволяют нам принимать участие в этих программах и получать поддержку от государства и стратегических партнеров. Более половины финансирования каждого проекта мы направляем на развитие материально-технической базы. Это дает нам возможность с каждым годом наращивать свои компетенции и быть востребованными заказчиками. Мы стараемся расширять свои знания в разных областях полимерной химии: у нас много направлений исследований – от водорастворимых полиэлектролитов для медицины и сельского хозяйства до суперконструкционных полимеров для космоса. Мы открыты для сотрудничества, дружим с ведущими вузами и академическими институтами, предприятиями, создали совместно с нашими партнерами ряд новых передовых материалов. Сейчас занялись также образовательными программами, запустили несколько сетевых программ с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого. Мы масштабируем свои знания, сотрудничая с другими регионами страны: создали сетевую лабораторию с Тульским государственным университетом и Приволжским медицинским исследовательским университетом. В планах – создание зеркального инжинирингового центра с нашим индустриальным партнером по КНТП «Нефтехимический кластер» ГК «Титан» в Пскове.
Фото: Светлана Хаширова