Наукоемкие технологии

Надир Надиров, первый вице-президент Национальной инженерной академии РК, доктор химических наук, профессор, академик АН Казахской ССР,

заслуженный деятель науки Казахской ССР, лауреат Государственной премии Казахской ССР, Абдрасул Жарменов, генеральный директор Национального центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан, дважды лауреат Государственной премии РК, академик НАН РК, доктор технических наук, профессор

Отрадно отметить, что и в Казахстане ряд ученых активно изучает и создает конкуренто­способные нанотехнологии.

Среди научных работ, опуб­ликованных в СМИ и выдвинутых на соискание Государственной премии Республики Казах­стан в области науки и техники им. аль-Фараби, обращает на себя внимание труд следующих авторов: академика НАН РК М. Журинова (руководитель), члена-коррес­пондента НАН РК Б. Телтаева, академика НИА РК А. Қалыбай, к. х. н. А. Абильмагжанова, к. т. н. Б. Хусаин – «Разработка новых технологий получения высокоэффективных наноматериалов и внедрение их в производство». Данные исследования авторов широко известны научной общественности, поскольку ранее были опубликованы ими в научных журналах, входящих в меж-
дународные базы Scopus и WoS.

Исследования проводились в основном на базе Института топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского под руководством академика М. Журинова. Часть исследований, посвященных разработке технологий получения высококачественных дорожных покрытий, – на базе Казахстанского дорожного научно-исследовательского института совместно с членом-корреспондентом НАН РК Б. Телтаевым по трем направлениям. Первое – это технологии получения наноразмерного диоксида титана, направленные на увеличение диапазона его применения, в том числе использование пос­леднего при производстве преобразователей солнечной энергии с большим КПД. Второе направление представлено эффективными катализаторами нейтрализации токсичных соединений дымовых газов. Третье направление включает в себя технологии производства дорожных покрытий с характеристиками, превосходящими существующие, что позволит осуществлять строительство высококачественных дорог. Все эти исследования объединены под общим направлением – наноматериалы, то есть речь идет об уже разработанных новых технологиях их получения.

В данной работе описаны новые технологии синтеза наноразмерного диоксида титана, разработка и производство каталитических нейтрализаторов токсичных соединений дымовых отходящих газов и способы получения дорожного битума с применением наноуглеродного порошка и полимеров.

В первом разделе приведены результаты как электрохимического, так и химического способа получения высокодис­персного порошка диоксида титана. Представлен уникальный метод растворения титана в водных и безводных средах, основанный на новом явлении постэлектролизного химичес­кого саморастворения титана в кислых растворах электролитов после поляризации промышленным переменным током. Особо необходимо отметить, что данное явление было высоко оценено Международной общественной академией авторов научных открытий и изобретений с вручением дип­лома за научное открытие нового явления. Авторами рассмот­рена и доказана возможность получения наноразмерного диок­сида титана путем химичес­кого растворения титана минеральными неорганическими соединениями при установленных параметрах. Полученные нанопорошки диок­сида титана вполне пригодны для использования в гибридных солнечных элементах для преобразования энергии солн­ца в электричес­кую энергию.

В работе также представлены результаты исследований, нап­равленных на борьбу с очень актуальной проблемой крупных городов и промышленных предприятий – загрязнением воздушного бассейна токсичными соединениями, выделяемыми автомобильным транспортом, промышленными печами и неф­техимическими производствами. В Институте топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского разработаны эффективные нанокатализаторы для очистки и нейтрализации токсичных соединений, в частности смертельно опасного угарного газа, содержащегося в дымовых и выхлопных газах промышленных предприятий и автотранспорта. Созданные авторами блочные катализаторы успешно прошли опытно-промышленные испытания на ряде предприятий Казахстана со степенью очистки вредных для здоровья газов до 99,8%. При Институте топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского организован также цех по выпуску каталитических нейтрализаторов с использованием новейшей технологии, в основу которой положен процесс автоматизации производства специализированным программным комплексом СПК-1-20 собственной разработки.

В рассматриваемой научной работе также представлен целый кластер передовых технологий, существенно повышающих эксплуатационные характеристики дорожных битумов и асфальтобетонов. Авторами разработаны эффективные комбинированные технологии получения 19 видов нанополимербитумов и 26 видов нанополимерасфальтобетонов. Полученные нанобитумы и наноасфальтобетоны обладают повышенными эксплуатационными характеристиками. При разработке технологий приготовления нанобитума и нанополимербитумов с улучшенными эксплуатационными характеристиками за основу был принят концептуальный подход, в соответствии с которым битумы и полимербитумы рассмат­риваются как специфические нанодисперсные системы.

Существенное повышение характеристик нанобитума, нанополимербитумов, наноасфальтобетонов и нанополимер­асфальтобетонов объяснено расчетами по электромагнитной теории и квантовой физике.

Следует особо подчеркнуть, что разработанные технологии уже нашли применение в реальных секторах экономики. Например, катализаторы нейтрализации на протяжении уже более 10 лет устанавливаются на большегрузном автотранспорте и дизель-генераторах. В настоящее время проводятся опытно-промышленные испытания на печах подогрева нефти крупных нефтедобывающих предприятий Казахстана. Также по разработанным технологиям получения дорожных битумов и асфальтобетонов построено 32 участка международных и республиканских автомобильных дорог с общей протяженнос­тью 422 км.

Необходимо особо отметить, что один из крупнейших титановых заводов Китая в настоящее время ведет переговоры с Институтом топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского о внедрении разработанной технологии получения диоксида титана в условиях собственного производства.

Результаты данной работы имеют очень большое значение как для развития теоретической и фундаментальной науки, так и для практического применения в отраслях экономики страны. Получена принципиально новая научная информация: открыты новые факты и закономерности синтеза диоксида титана, каталитических систем нейтрализации токсичных соединений дымовых газов, нано­углеродного и нанополимерных битумов и асфальтобетонов с их применением.

Уникальность, востребованность и актуальность представленных исследований подтверждаются четырьмя установленными научными открытиями, признанными мировым сообществом ученых, и тремя полученными разрешительными документами на выпускаемую продукцию. В ходе реализации научных исследований, включенных в рассматриваемую работу, официально признаны четыре научных открытия:
1-е – явление постэлектролизного химического растворения титана в водных кислых растворах; 2-е – явление образования наноструктурированного битума; 3-е – закономерность самоорганизации асфальтобетонного покрытия при низкотемпературном трещинообразовании; 4-е – закономерность стадийной усталостной деструкции вязкоупругих материалов. Подробные сведения обо всех этих официальных патентах, документах и дипломах Международной научной организации были опуб­ликованы в СМИ.

Широкое внедрение в производство всех этих технологий направлено на создание и расширение в нашей республике наукоемкой экономики и даст большой экономический и экологический эффекты. Данная работа и ее авторы, безусловно, заслуживают присвоения им Государственной премии Рес­публики Казахстан в области науки и техники им. аль-Фараби.