Темой III Форума будущих технологий стали вопросы развития индустрии новых материалов и химии как составляющих инновационной экономики России. Форум собрал более 1700 участников из России и 37 зарубежных стран, в том числе более 350 представителей российского и иностранного бизнеса. В рамках деловой программы, структурированной по четырем тематическим блокам, состоялись 37 сессий, на которых выступили более 
230 спикеров и модераторов. Ключевым событием форума стало пленарное заседание, в котором принял участие президент России Владимир Путин. 

 

 

 

Приветствуя участников заседания, Владимир Путин отметил, что тема форума — химия и применение новых материалов — столь обширна, что во многом определяет движение человечества вперед, позволяя осуществлять самые смелые замыслы инженеров и конструкторов. Например, для развития машино- и авиастроения, реализации ракетно-­космической программы требуются композитные материалы и сплавы с уникальными характеристиками; для беспилотников и новых видов транспорта — долговечные, долгосрочные, безопасные системы передачи и хранения энергии; для строительной отрасли — более прочные и энергоэффективные материалы; для внедрения передовых методов лечения в здравоохранении — биоматериалы и прототипы органов и тканей человека.
В данной области в текущем году запущен новый национальный проект технологического лидерства, и только из федерального бюджета на его реализацию с 2025 по 2030 год планируется выделить почти 170 миллиардов руб­лей. При этом сумма инвестиций компаний реального сектора экономики может составить порядка одного триллиона руб­лей. Чтобы обеспечить современную правовую основу для кооперации исследователей и квалифицированных заказчиков, был принят закон «О технологической политике», который вступает в силу летом текущего года.

 

Президент также подчеркнул, что уже ставил и подтверждает задачу — вместе с бизнесом нарастить финансирование науки до 2% ВВП, направляя дополнительные ресурсы на поддержку перспективных, прорывных направлений научно-­технологического развития, в том числе в области материаловедения и химии. И сейчас важно определить глобальные, головные научные организации, которые возьмут на себя ответственность за проведение фундаментальных исследований, компании, которым предстоит внедрять технологии будущего, выстроить подготовку кадров в области химии под задачи технологического лидерства, причем на всех уровнях образования — от школ до вузов. Кроме того, важно обеспечить национальным производителям определенные преимущества по сравнению с конкурентами, которые будут возвращаться на российский рынок.

 

Также Владимир Путин отметил, что планы по созданию решений будущего в области химии, материаловедения основаны на огромном потенциале отечественных научных и инженерных школ и упомянул имя Евгения Велихова, возглавлявшего исследования в области термоядерного синтеза. Именно памяти этого выдающегося мыслителя будет посвящен новый конкурс Российского научного фонда для ведущих ученых. Объем гранта на пять лет составит от 250 миллионов руб­лей до полумиллиарда руб­лей. Крупнейшие отечественные компании будут софинансировать эти гранты, выступят прямым заказчиком прорывных технологий. Направления поддержки в рамках конкурса будут ежегодно меняться. В текущем году президент предложил выбрать тему: создание уникальных материалов и изделий из них для автономных источников энергии, силовых и энергетических установок, а также для устройств и систем обработки информации, необходимых в том числе для развития искусственного интеллекта. Предполагается, что за счет внедрения в нашей стране искусственного интеллекта, компьютерного моделирования сроки разработки и внедрения новых материалов будут уменьшены до 5–10 лет, а в перспективе до 2–3 лет. А для того, чтобы у исследователей, инженеров был необходимый массив данных о существующих материалах и компонентах, предлагается выстроить механизмы их нормативно-­правового регулирования и оборота, включая сбор, хранение, обработку, передачу и использование.

 

 

 

 

Модератор заседания, президент Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук, представляя нового спикера, сделал акцент на развитии природоподобных технологий. Сегодняшний технологический мир устроен очень просто: отрезается лишнее — сделали слиток, поставили на станок, все лишнее отрезали. То есть при текущем способе производства до 80% энергии и материи идет в отвал, по сути, на загрязнение окружающей среды. При этом природа, напротив, очень экономна: из зерна выращивается огромное дерево, из клетки — живое существо. Новые аддитивные технологии — это наглядный пример того, как технологическая логика развития привела к воспроизведению природоподобного принципа.

 

 

 

Владислав Антипов, помощник президента Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», также привел яркие примеры атомных и космических проектов, которые стали возможными благодаря созданию новых материалов. Так, до настоящего момента никто в мире не смог повторить полет орбитального корабля «Буран», для которого была разработана уникальная теплозащита, состоявшая из плиток на основе волокон кварца. Примечательно, что на 90% плитки состояли из воздуха, который является хорошим теплоизолятором, что позволило обеспечить их работоспособность до температур 1250°С.

 

Сегодня Российская Федерация является лидером в области обогащения урана центрифужным методом, но мало кто представляет, что в газовой центрифуге ротор вращается со скоростью 1500 оборотов в секунду. И она должна работать на протяжении 30 лет без остановки. Такое стало возможным за счет разработки специального алюминиевого сплава. Это легкий сплав, но при этом он обладает прочностью стали.
На перспективу Стратегией научно-­технологического развития Российской Федерации на ближайшее десятилетие определены следующие приоритеты: развитие природоподобных технологий, освоение космоса, освоение Арктики, создание чистой энергетики. И, конечно, такие задачи должны решаться путем разработки новых материалов, новых технологий.

 

Сегодня человечество входит в эру биоматериалов. 
Так, в Курчатовском институте разработаны биоподобные материалы, и для регенеративной медицины из этих материалов изготавливаются уникальные изделия — это искусственная трахея, каркас сердца и многое другое. Крайне важно развивать материалы для двигателестроения. Всего несколько стран в мире имеют полный цикл создания газотурбинных двигателей, и наиболее нагруженным элементом двигателя является лопатка турбины. Создан соответствующий научно-­технический задел, который сегодня позволяет получать монокристаллические лопатки. Это лопатки, которые фактически состоят из одного кристалла, и за счет внутренней системы охлаждения, за счет специальных теплозащитных покрытий такая лопатка работает при температуре газа перед турбиной до 1950 К. Именно такие лопатки применены в современном российском двигателе ПД‑14 для самолета МС‑21. А мотогондола этого двигателя на 60% состоит из углестеклопластиков. Эта разработка молодых ученых Курчатовского института отмечена премией Правительства Российской Федерации. В двигателе ПД‑14 нашлось применение и аддитивным технологиям, с помощью которых изготавливаются завихрители фронтового устройства камеры сгорания.

 

Докладчик отметил, что XXI век стал веком бурного развития аддитивных технологий, поскольку они позволяют с высокой эффективностью создавать изделия с бионическим дизайном, чего невозможно достичь традиционными технологиями. В Курчатовском институте создан замкнутый цикл аддитивного производства, и уже сегодня на опытном производстве Курчатовского института изготавливается ежегодно более 10 тысяч деталей аддитивного производства, в том числе серийные детали для различных отраслей промышленности. Например, теплообменный аппарат для ракетного двигателя РД‑191 по традиционным технологиям изготавливался шесть месяцев, что связано с применением длительных технологий пайки. Он весил 70 килограммов и состоял из 23 комплектующих. Аддитивные технологии фактически позволили создавать теплообменный аппарат за один цикл. Он весит 19 килограммов, и время производства сокращено фактически в 20 раз.

 

Переходя к стратегической задаче по освоению Арктики, Владислав Антипов отметил, что и здесь не обойтись без материалов со специальными свой­ствами, поскольку такие материалы должны работать при низких температурах, повышенной влажности и др. В Курчатовском институте созданы хладостойкие стали, которые сегодня позволяют делать корпуса ледоколов. Эти ледоколы преодолевают льды толщиной более четырех метров. Разработаны уплотнительные материалы, лакокрасочные материалы, функциональные материалы, которые не теряют свою эластичность и работают при температурах до минус 60°С. В целом созданный научно-­технический задел позволяет России сегодня являться единственной державой, которая имеет атомный ледокольный флот. Этот задел открывает возможности и на будущее с точки зрения создания арктических подводных газовозов.

 

В заключение докладчик отметил крайнюю необходимость создания межотраслевой единой цифровой базы данных свой­ств материалов, о которой ранее упомянул Владимир Путин. Это позволит существенно сократить сроки создания материалов, поскольку можно будет моделировать на ранних этапах разработки их структуру и свой­ства. Это, безусловно, позволит унифицировать материалы для различных отраслей промышленности, а также выработать подходы, которые позволят организовать допуск материалов нового поколения для сложных технических систем.

 

 

 

Александр Чернов, руководитель научной группы Российского квантового центра, заведующий лабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий ФГАОУ ВО 
«Московский физико-­технический институт», доктор физико-­математических наук, посвятил свой доклад двумерным материалам. Примерами их применения может стать смартфон, который, анализируя дыхание, определяет первые признаки болезни крови или легких, или сенсор, сообщающий о загрязнении окружающей среды. Звучит как фантастика, но в Российском квантовом центре МФТИ уже занимаются созданием устройств на основе двумерных материалов, таких как графен. За новаторские эксперименты с этим материалом в 2010 году Андрею Гейму и Константину Новосёлову вручили Нобелевскую премию.

 

Что же с тех пор произошло нового? Сегодня уже используется большое количество других двумерных материалов толщиной в один или несколько атомов. Их можно складывать друг с другом, поворачивать на различные углы, то есть создавать новые материалы, буквально как конструктор. Эти материалы обладают новыми свой­ствами, и их можно подстраивать под определенные задачи. Например, можно использовать для приборов ночного видения. Основное преимущество двумерных материалов — это в 
15 раз большая чувствительность, а это значит, что в темноте можно задетектировать объект на значительно большем расстоянии.
По мнению докладчика, важно, чтобы с запросом на такие материалы с конкретными характеристиками приходили индустриальные партнеры, например, через цифровую платформу (маркетплейс). И такие работы уже ведутся. На таких площадках также можно было бы отрабатывать технологические процессы перехода от производства одного уникального устройства к его серийному выпуску.

 

 

 

Надежда Потехина, начальник лаборатории материаловедения и исследования свой­ств материалов НИИ НПО «Луч», кандидат химических наук, уделила внимание тугоплавким материалам, которые сравнила со спортсменами-­экстремалами, которые проявляют надежность в особых условиях эксплуатации: температура выше 1300°С, серьезные механические нагрузки и радиационное воздействие. Эти материалы являются сердцем новейших видов уникальных высокотемпературных ядерных энергодвигательных установок.
Как достижение своей лаборатории докладчик отметила разработку технологий и оборудования для создания монокристаллических заготовок сложной формы, которые обеспечивают такой комплекс механических свой­ств и радиационной стойкости. Данные работы позволили создать материалы для использования в перспективных двигательных установках для высокоскоростных полетов в воздушной среде. И работа над увеличением их ресурсов продолжается, в том числе с применением аддитивных технологий, для которых проектируется специальное аддитивное оборудование.

 

 

Валентин Анаников, руководитель лаборатории ФГБУН Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, доктор химических наук, отметил, что для ускоренного развития химии большое значение имеют искусственный интеллект и цифровое моделирование. Причем искусственный интеллект перестает быть самоцелью, становясь инструментом для решения практических задач.

 

Проект «Цифровая химия» реализуется при поддержке Минобрнауки, в том числе в Институте органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН. В частности, в институте был разработан самый активный в мире гетерогенный катализатор для реакций кросс-­сочетания. Эти реакции востребованы в синтезе лекарственных препаратов, в получении материалов для энергетики и новых интеллектуальных материалов. Этот рекорд держится уже два года. Также впервые была разработана нейронная сеть, которая по фотографии вещества определяет его химическую формулу. Это востребовано в системах контроля качества в химической промышленности. С помощью искусственного интеллекта можно создать цифровую копию реактора, где этот химический синтез можно осуществить. Для микротоннажной химии реактор небольшой, и его можно полностью напечатать в камере 3D-принтера. И это революционная возможность. Такие разработки уже начаты. Сначала идет сбор достаточного массива данных по химическим реакциям, по катализаторам и по конструкции реакторов, потом нейронная сеть объединяет данные и предлагает модель реактора по химической реакции, которую в дальнейшем надо масштабировать. Причем предлагаются очень оригинальные формы реакторов, не такие, какие приходят в голову человеку. Эти формы достаточно сложные, но на 3D-принтере их можно напечатать.

 

В качестве проблемных докладчик назвал технологии масштабирования, которые можно было бы применять для большого количества химических процессов. Решение задачи возможно при создании программы целенаправленной поддержки внедрения цифровых инструментов.
Валентин Анаников отметил, что лучший способ догнать — это сыграть на опережение. Если прагматичным образом внедрить на практике всё самое ценное, что дает искусственный интеллект, это поможет сделать стране технологический рывок и прочно свяжет между собой науку и промышленность.
Эти слова Владимир Путин процитировал как итог заседания: «Чтобы быть успешными, нужно играть на опережение».

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 2-2025