Барьер для нанокомпозита

Революционный материал

Мы уже сообщали, что прошлой осенью в Алматы планировалось открытие производства по выпуску кремнеуглеродного нанокомпозита – уникального материала, получаемого из рисовой шелухи («Шелуха теперь не мусор, а сырье», «Казахстанская правда», 09.07.2025 г.). Но, как выяс­нилось, грандиозным планам не суждено было сбыться. Об этом в беседе с корреспондентом газеты поведали авторы инновационного проекта – представители РГП «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья РК» Юрий Сухарников и Санжар Джусупов. Впрочем, обо всем по порядку…

Согласно статистическим данным, ежегодно в мире образуется свыше 100 млн тонн рисовой шелухи, в том числе около 90 тыс. тонн – в Казахстане. Практически весь объем этих производственных отходов вывозится в отвалы, выбрасывается на поля. В итоге происходит засорение окружаю­щей среды.

По словам моих собеседников, рисовая шелуха – единственное в мире растительное, ежегодно возобновляемое сырье, которое содержит до 15% диоксида кремния (SiO2). Данные отходы не гниют и очень медленно разлагаются.

Еще в начале 2000-х годов ученые разработали проект промышленного получения из этого сырья кремнеуглерода, имеющего большой спрос во всем мире. В частности, данный материал можно использовать в птицеводстве и при выпуске резинотехнических изделий.

Специалисты лаборатории кремнеуглеродных композитов, функционирующей при Центре комплексной переработки минерального сырья, сконструировали оригинальную печь пиролиза с электрическим нагревателем. По заказу ученых эксклюзивное оборудование изготовили на алматинском заводе «Электрощит». В нем рисовую шелуху нагревают до +550–600 градусов, полученную массу охлаждают на другом агрегате до температуры +100 градусов. На выходе получают кремнеуглеродный нанокомпозит.

Данную продукцию эксперты уже назвали революционным материалом, имеющим целый ряд полезных свойств. Первые партии, полученные на опытной установке в 2012 году, успешно прошли испытания на птицефабриках, в птицеводческих хозяйствах, а также на заводе резинотехнических изделий в Таразе.

Как показали исследования, применение кремнеуглерода в качестве кормовой добавки положительно влияет на продуктивность в птицеводстве. Так, введение всего 2% этого материала в корм птицы значительно повышает сохранность поголовья и снижает бой яиц. Такое заключение дал КазНИИ­ животноводства и кормопроизводства. Этот же продукт в качестве наполнителя повышает прочность автомобильных шин, снижает их себестоимость.

В течение трех последних лет Фонд науки РК выделил на осуществление инновационного проекта безвозвратный государственный грант – 300 млн тенге. Софинансирование на сумму 60 млн тенге взял на себя Центр комплексной переработки минерального сырья. По расчетам авторов ноу-хау, срок окупаемости­ проекта – три года, рентабельность – около 100%.

Нужны дополнительные финансы

По итогам государственной научно-технической экспертизы, все средства, выделенные на осуществление проекта, израсходованы по целевому назначению. Приобретено и установлено оборудование, заготовлено сырье – 300 тонн рисовых отходов, купленных у рисоводов Балхашского района Алматинской области.

К 30 сентября прошлого года планировалось выпустить первую товарную партию объемом около 40 тонн кремнеуглерода, которую должны были испытать на заводах резинотехнических изделий в Таразе и Есике, а также на двух птицефабриках. Но, к большому сожалению ученых, по причине отсутствия дополнительного финансирования, многообещающий проект был приостановлен на неопределенный срок.

– Во всем мире таких комплекс­ных производств с получением продукции нет, оно уникальное, – рассказывает доктор технических наук, профессор металлургии Юрий Сухарников. – Со дня проведения первых испытаний кремнеуглерода прошло уже больше десяти лет. На птицефабриках и других предприятиях сейчас новые руководители, они просят нас провести испытания повторно, чтобы убедиться в пользе продукта. А мы не можем дать им даже несколько тонн опытной партии в связи с тем, что производственная база закрыта, нечем платить зарплату сотрудникам.

– Нам нужна была дробильная установка для измельчения кремнеуглерода до параметров, нужных заводу резинотехнических изделий, – присоединяется к разговору начальник производства по получению кремнеуглерода кандидат технических наук Санжар Джусупов. – Однако по причине нехватки средств не удалось ее купить.

По расчетам ученых, на дополнительные расходы и окончательное доведение проекта до ума необходимо вложить еще около 50 млн тенге. В частности, чтобы обеспечить сбыт кремнеуглерода тем же птицефабрикам, требуется сертификат соответствия данной продукции как кормовой добавки для птиц. Предстоит также проведение работ по модернизации и усовершенствованию производственной базы, чтобы она отвечала санитарным нормам. А в это время Санжара Джусупова и его команду (главного конструктора, инженера и энергетика) отправили в отпуск без содержания.

– Наша технология готова к коммерциализации, интерес к ее покупке проявляют многие зарубежные научные центры, – продолжает Санжар Арунович. – Ведь в этом и заключается связь науки с производством, чтобы был реальный эффект от научных идей и разработок. Мы с Юрием Ивановичем много лет и сил потратили на получение кремнеуглерода, и будет очень обидно, если проект «уйдет в корзину»! Боюсь, что в ближайшие годы наши коллеги из Китая, Малайзии и других стран, где развито рисоводство, запатентуют аналогичное ноу-хау, а мы останемся с носом.

Есть ли свет в конце тоннеля?

Согласно договору о предоставлении гранта на коммерциализацию результатов научно-технической деятельности, заключенному в декабре 2022 года, грантополучатель (РГП «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья РК») обязан обеспечить достижение объема реализуемой продукции. На данный момент это условие контракта не выполнено.

Есть еще один пункт документа, гласящий: «В случае невыполнения обязанностей грантополучатель обязан вернуть Фонду науки ранее полученные средства гранта».

– Мы пока не знаем, продлят нам сроки реализации проекта или нет: вопрос повис в воздухе, – продолжает Юрий Иванович. – Устное обещание помочь было дано, поэтому не теряем надежды. По данным КазНИИ животноводства и кормопроизводства, отечественной отрасли птицеводства требуется примерно 20 тысяч тонн кормовой добавки в год. Мощность переработки сырья у нас рассчитана на получение до полутора тысяч тонн кремнеугле­рода. То есть мы сможем обеспечить лишь небольшую долю потребности птицефабрик. Но и на это нет сейчас возможности.

Тем не менее свет в конце тоннеля забрезжил. По словам Юрия Сухарникова, в марте текущего года руководство Центра комплексной переработки минерального сырья обещает найти и выделить финансирование на возобновление проекта, отозвать из отпуска специалистов.

Между тем разработкой казах­станских­ ученых заинтересовались их коллеги из Малайзии, которые по приглашению РГП планируют в марте приехать в Алматы, чтобы воочию ознакомиться с процессом получения кремнеуглерода. По оценкам малазийцев, данная технология может стать прорывным ноу-хау в мировой науке, и в случае успешных результатов ее можно будет продавать в страны Юго-Восточной Азии, где не знают, куда девать рисовую шелуху.

– И что я им покажу? – вопрошает Санжар Арунович. – Голые стены производственной базы с пылящимся оборудованием? Нужно подготовить технику, инженеров, рабочих, ведь это сложнейший технологический процесс, на запуск которого требуется время. По большому счету наш центр, наладив выпуск кремнеуглерода, мог бы зарабатывать немалые средства.

Как-то, лет восемь назад, к авторам идеи обратились американцы – представители всемирно известной компании-производителя автомобильных шин Goodyear. Юрий Сухарников отправил им 2 кг кремнеуглерода, изготовленного на опытной установке. По результатам проведенных в США испытаний выяснилось, что продукция (как компонент для шин) подходит практически по всем параметрам, кроме одного – толщины. Необходимо измельчить порошок до сотых долей миллиметра. Это можно сделать на специальном оборудовании, которое, опять же ввиду нехватки средств, отечественные изобретатели не могут приобрести и смонтировать.

По словам ученых, Казахстан импортирует из-за рубежа технический углерод, применяемый в шинной промышленности для аналогичных целей. Стоит он примерно втрое дороже кремнеуглерода, который можно выпускать в родных стенах.

Другой пример: инициаторы проекта сумели параллельно наладить на опытной установке процесс получения из рисовой шелухи органического продукта с высокой добавленной стоимостью. Как показали испытания, проведенные совместно с Институтом ветеринарии, десятипроцентный раствор этого материала убивает у сельскохозяйственных животных сальмонеллу, грибки, кишечную и даже туберкулезную палочки.

Опытные партии органики также были испытаны представителями КазНАУ на пшенице, ржи, рисе, кукурузе, других сельскохозяйственных культурах. По результатам исследований продукция показала себя как превосходный стимулятор роста растений.

P.S. Хотелось бы знать, кого-нибудь еще, кроме самих ученых-изобретателей, интересуют подобные разработки, не имеющие аналогов в мире? Или нашим аграриям, промышленникам и бизнесменам легче купить аналогичную продукцию за рубежом, пусть и втридорога? Как тогда проводить коммерциализацию научных идей? Продолжение следует…