Главная      Пресса      Публикации
События
Публикации
Интервью

Мал золотник, да полезен

В XXI веке экономики развитых стран делают ставку на нанотехнологии: ожидается, что к 2015 году стоимость такой продукции в общемировом промышленном производстве составит 1 триллион долларов. К сожалению, доля России и тем более отечественной строительной отрасли в этом объеме пока невелика. Результаты фундаментальных исследований в области нанотехнологий, которые обещают произвести настоящую революцию в строительстве жилья и объектов инфраструктуры, пока остаются невостребованными внутри страны. Разработки российских ученых больше интересуют западных строителей: только некоторые столичные застройщики готовы использовать нанотехнологии на практике.

Дома-долгожители

На Федеральную целевую программу развития нанотехнологий в нашей стране до 2010 года планируется потратить 30 миллиардов рублей. Потенциальный рынок нанопродукции по России и СНГ на ближайшие годы оценивается приблизительно в 10 миллиардов долларов. Пока пальму первенства по применению новых материалов и технологий держит здравоохранение, хотя результаты использования достижений фундаментальных исследований в области нанотехнологий в строительстве уже сегодня выглядят впечатляюще. Это и конструкционные композиционные материалы повышенной прочности, и новые виды арматурных сталей, не поддающихся коррозии, и уникальные нанопленки для светопрозрачных конструкций, и самоочищающиеся покрытия, и паропроницаемые стекла.

Доказано, что здания, построенные с применением нанотехнологий, будут более прочными и более устойчивыми к воздействиям внешней среды. В отличие от современных строений, срок эксплуатации которых в московском стройкомплексе оценивают в 100 лет, дома будущего смогут служить людям и 200, и 500 лет. Причем без значительного капремонта: уже разработаны методы повышения стойкости красок и внешних покрытий, а также самовосстановления бетона в случае незначительных разрушений за счет введения в его состав полимерных наночастиц.

Город будущего

Ученые утверждают, что с помощью нанотехнологий можно изменить не только качественные характеристики объектов строительства, но и их конструктивные особенности. Новые свойства материалов позволяют строить дома практически любых конфигураций, которые самостоятельно будут приспосабливаться к нуждам и потребностям жильцов, а также к климатическим условиям — летом самоохлаждаться, а зимой за счет теплоизоляции на основе нановолокон накапливать и хранить тепло. Они будут оборудованы кровлями, аккумулирующими энергию солнца, фасадами, реагирующими на психофизическое состояние людей, а также оконными стеклами, способными в зависимости от времени суток пропускать заданное количество света строго определенного спектра.

Первый шаг на пути к «городу будущего» уже сделан. Начиная с конца 90-х годов прошлого века в США и Европе постепенно внедряют в практику наноразработки ученых. Сегодня до 20% строительных компаний за рубежом используют нанотехнологии. Например, в Германии на строительстве тоннелей успешно применяется пористый дренирующий бетон, снижающий уровень шума от движущегося транспорта на несколько децибел и повышающий безопасность движения на трассах за счет исключения эффекта скольжения. В Дании производится износостойкая тротуарная плитка: слой самоуплотняющегося бетона позволяет в разы увеличить срок эксплуатации таких покрытий. В Италии содержащий фотокатализаторы цемент использовался при строительстве культовых и социальных объектов: разработчики утверждают, что они простоят в первозданном виде не одно десятилетие, так как верхний слой фасадов наделен уникальной способностью поглощать органические соединения. В Мексике изобретены даже противовандальные покрытия «антиграффити».

Бетон и железный бетон

На данный момент самыми перспективными и массовыми направлениями применения наночастиц в строительстве является производство бетонов и стальных конструкций. Благодаря нанометровым размерам стало возможным создание порошковых бетонов с прочностью 500—600 Мпа, в десять раз превосходящих по этому показателю обычные бетоны, а также увеличение прочности фибробетонов на растяжение до 70—80% против 10—15% у обычных бетонов. В целом применение модификаторов позволяет создавать бетоны и строительные растворы различного функционального назначения с широким спектром заданных свойств.

Экспериментами с ультрадисперсными и наноразмерными частицами в настоящее время занимаются такие крупные производственные компании, так «Зика» (Швейцария), BASF (Германия), «Майти» (Япония) и «Элкем» (Норвегия). Из металлических конструкций наибольшую известность получила наномодифицированная стальная арматура, изготавливаемая американской корпорацией MMFX Steel Corp. По качеству эта сталь похожа на нержавеющую, однако отличается значительно более низкой стоимостью и улучшенными механическими свойствами, в том числе по прочности и вязкости. В США она с успехом применяется на объектах дорожно-транспортного и гидротехнического строительства.

Прикладные исследования в России

Нельзя сказать, чтобы в России совсем ничего не делалось для сближения фундаментальной науки и прикладных исследований в области строительства. Московский государственный строительный университет (МГСУ) включен в перечень инвестиционных объектов в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008—2010 годы» в качестве научно-образовательного центра по направлению «Нанотехнологии». Сюда уже поступает оборудование, необходимое для проведения исследований в этой области, которое будет использоваться совместно с другими научными центрами.

Благодаря научной кооперации в России появился свой супербетон, не уступающий по качеству западным аналогам. Ученые московского «Наноцентра» МЭИ, ООО «Нанотроника» и НПО «Синтетика-Строй» из Новочеркасска, НТЦ «Прикладные технологии» из Санкт-Петербурга разработали строительный материал, прочность и морозостойкость которого выше обычного бетона на 150 и 50% соответственно, а вероятность появления трещин в три раза ниже. При этом вес конструкции, изготовленной из такого бетона, снижается примерно в шесть раз. Сейчас в проекте создания новых материалов выделились два направления — для восстановления разрушенных конструкций и для строительства новых зданий.

В регионах ученые также не стоят на месте. В Белгороде разработана и апробирована на предприятиях области технология производства огнеупорных и других строительных материалов с использованием высококонцентрированных вяжущих систем. А в Воронеже получена нанокерамика, обладающая особой прочностью по сравнению с традиционными образцами. Однако, по словам академика РААСН, доктора технических наук Евгения Чернышева, пока разработками отечественных ученых в области нанотехнологий больше интересуются строительные концерны Германии и Японии, чем российские застройщики.

Ситуация, сложившаяся в России с прикладными исследованиями в области нанотехнологий, кардинально отличается от развитых зарубежных стран, где у крупных компаний, как уже отмечалось выше, существуют мощные научные подразделения. Отечественные застройщики в большинстве своем отказываются финансировать научные разработки, ссылаясь на большие затраты и высокие риски. «Исторически у нашего бизнеса нет инновационной культуры, в компаниях редко существуют исследовательские подразделения, и поэтому многие предприятия даже не знают, что где-то есть интересные разработки, в том числе в сфере их деятельности», — сетует член правления РОСНАНО Дионис Гордин.

Внедрение нанотехнологий сдерживается также отсутствием специальных образовательных программ в строительных вузах. А выпускникам даже недалекого прошлого сложно оценить возможности сверхновых материалов и потенциал их использования в градостроительстве.

Московские стройки в прогрессии

Между тем в столичной мэрии заявляют, что Москва не намерена оставаться на задворках научно-технического прогресса. Городские власти утвердили собственную программу прикладных научных исследований и проектов «Строительство и строительные материалы», на которую в 2009—2011 годах планируется направить около 850 миллионов рублей. Будут осваиваться новые материалы, конструкции и технологии для строительства муниципального жилья, объектов соцкультбыта, детских садов и школ, что поможет снизить стоимость строительства в столице, поясняют в горадминистрации. Спектр строек Москвы, на которых могут применяться нанотехнологии, широк, — от подземных транспортных тоннелей до объектов высотного строительства.

Уже сегодня на Большой Ленинградке при строительстве подземных сооружений проходит опытную эксплуатацию уникальная система контроля и диагностики, разработанная в РОСДОРНИИ. С виду ноу-хау похоже на моток обычной проволоки, который на поверку оказывается оптическим волокном. Встроенные в него микроскопические датчики проводят постоянный мониторинг состояния и измерение величин деформации конструкций строящихся тоннелей. Не дай Бог, случится какая-нибудь оплошность — строители узнают об этом тут же, а не спустя несколько месяцев, когда на исправление ошибки потребуются миллионы бюджетных средств. «В ближайшей перспективе передовые технологии будут использоваться на строительстве всех уникальных объектов столицы», — уверены в горадминистрации.

Елена Егоршина
«Московская перспектива» № 29, 24 марта 2009 г.



Программа  |  Госзаказчики  |  Формирование тематики  |  Конкурсы  |  Экспертиза  |  Контракты  |  Пресса  |  Мониторинг программы  |  Инфраструктура  |  Карта сайта