По ту сторону капрона: самарские ученые разработали рецептуры для производства полиамидных нитей

Ведущие российские предприятия химической промышленности, выпускающие полимерные нити, перешли на отечественные рецептуры полимерного концентрата. Он используется в качестве стабилизатора в производстве капроновых волокон и до недавнего времени поставлялся только из-за рубежа. Однако с введением очередного пакета санкций Евросоюза против России в прошлом году отрасль столкнулась с серьезной проблемой. А решить ее смогли ученые Самарского политеха (Самарского государственного технического университета).

Идея разработать собственный состав у руководства ПАО «КуйбышевАзот» возникла еще десять лет назад, когда к политеховцам обратился генеральный директор предприятия (ныне председатель совета директоров) Виктор Герасименко. Тольяттинцы и химики университета сотрудничают более полувека, со времен запуска Куйбышевского азотнотукового завода, куда первыми пришли работать выпускники кафедры «Технология органического синтеза, синтетического каучука и пластмасс», образованной в вузе 1959 году. И сегодня более половины коллектива предприятия — выходцы из СамГТУ.

«Механики, электрики, технологи — все наши, — рассказывает профессор кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза», доктор химических наук Светлана Леванова. — Естественно, мы работаем с заводом по разным направлениям. В тяжелые годы он помогал нам, благодаря поддержке предприятия мы ремонтировали кабинеты, закупили первый хроматограф. Научные работы тоже делали вместе. Десять лет назад возникла тема создания собственного стабилизатора для полиамидных волокон».

Один из основных видов продукции ПАО «КуйбышевАзот» — капролактам. Его получают синтетическим путем из бензола и используют в качестве сырья для выпуска полиамида-6 (нейлон, капрон). Этот полимерный материал применяют в качестве конструкционного термопласта при формовании полиамидных волокон, на долю которых в мировом производстве синтетических волокон приходится до 40% от общего объема. Полиамид-6 необходим в производстве технических и текстильных нитей, полимерной пленки, подшипников, кордной ткани, инженерных пластиков, композиционных материалов с различными свойствами. Из полимерных нитей делают ковролин и покрытия для уличных спортивных площадок — материал очень востребован.

Мировой спрос на капролактам высок. Из России ежегодно отправляется на экспорт более 60% мономера, производят который три предприятия: ПАО «Куйбышевазот», Кемеровское акционерное общество «Азот» и АО «Щекиноазот» (Тульская область). Увеличиваются и объемы внутреннего потребления продукта, соответственно, предприятия совершенствуют производство.

«Конструкционная техническая нить прядется так же, как обычная нить, но для ее производства необходимы разные добавки и ингредиенты, которые придают ей термостабильность и делают независимой от цвета, влаги, ионизирующих излучений, — сообщает Светлана Леванова. — Все эти добавки поставлялись на российские предприятия из-за рубежа, и хотя десять лет назад логистические цепочки были отлажены, руководство тольяттинского завода задумалось над тем, чтобы «расшифровать» их рецепты и начать выпускать собственные стабилизаторы. Мы заключили договор и начали работу».

Кстати, именно под руководством профессора в Политехе было создано научное направление, связанное с интенсификацией процессов органического и нефтехимического синтеза. С 1998 по 2016 годы Светлана Леванова руководила кафедрой, она же возглавляла исследовательскую работу по поиску катализаторов.

Химики Самарского политеха в результате многолетней работы не только разобрали и воссоздали состав из отечественных химических компонентов, но и сделали его более экологичным. Новый стабилизатор был внедрен в производственную цепочку в прошлом году.

В разработке оригинальной рецептуры стабилизатора, помимо профессора, участвовали заведующий кафедрой «Технология органического и нефтехимического синтеза», доктор химических наук Евгений Красных, доценты, кандидаты химических наук Виктория Саркисова, Илья Глазко, Александр Соколов, Сергей Сафронов, магистрантка Юлия Иванова и ведущие специалисты «КуйбышевАзота».

Представители предприятия внесли свой вклад на этапе изготовления опытных образцов и их испытаний. В результате импортозамещающие технологии получения стабилизаторов высокого качества для полиамидных волокон, отвечающие современным экологическим требованиям, обеспечили бесперебойную работу лидеров технической промышленности страны.

Справка 1

Капролактам (C6H11NO) представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в жидкостях (вода, спирт, эфир, бензол), и полимеризуется при нагревании, образуя полиамидную смолу, из которой и получают капрон.

Справка 2

Полиамид-6 ([-NH-(CH2)5-CO-]n) — чрезвычайно прочный и эластичный материал, при этом имеющий малую плотность: он в шесть раз легче стали. Он также нетоксичный, что позволяет широко его использовать, в том числе, в пищевой промышленности. Применяется также при изготовлении изоляционных материалов, корпусных, уплотнительных, технических изделий в машиностроении, металлургии, химической отрасли.

В Самаре создали систему проектирования инженерных сетей с использованием технологии дополненной реальности

Самарская компания «АР СОФТ» создала инновационную систему трехмерного моделирования инженерных сетей с использованием технологии дополненной реальности (AR) — AR Trays Designer. Разработку уже используют на крупных промышленных комплексах севера России.

Идея создания системы моделирования появилась в 2019 году. В «АР СОФТ» отмечают, что широкое использование дополненной реальности в проектировании — это один из этапов развития сферы строительства, через который пройдет каждый участник рынка. При этом компании, первыми внедряющие подобные разработки в свои бизнес-процессы, имеют самые высокие шансы достичь технологического лидерства и сохранить его.

«Идея создания была продиктована назревшей необходимостью в совершенствовании и ускорении процессов обследования объектов при замене инженерных сетей. Это происходило и происходит во многих компаниях с помощью карандаша и блокнота — специалист на месте замеряет существующие объекты (чертежи которых за давностью лет потеряли актуальность), зарисовывает их расположение в блокнот и едет в офис, чтобы там использовать свои эскизы для создания 2D- или 3D-чертежей в CAD-системах (системах автоматизированного проектирования — прим. авт.)», — объясняет директор «АР СОФТ» Андрей Савельев.

Результаты испытаний показывают, что AR Trays Designer позволяет специалисту без замеров и прямо на месте строительства создать, например, 3D-модель будущей инженерной трассы. В офисе ему остается лишь загрузить ее в CAD-программу.

Технически в программе три модуля. В модуле «Конфигуратор узла» формируются типовые узлы инженерных сетей, задаются основные параметры будущей трассы инженерных коммуникаций — характеристики опор, балок, труб, лотков, вентиляционных каналов и прочих элементов. Это делают на компьютере через подключенную к программе базу изделий. Веб-модуль — это личный кабинет пользователя, в котором хранятся созданные или загруженные 3D-модели. Там же формируется спецификация изделий.

С помощью модуля «Построитель трассы», видя все существующие на строительной площадке объекты, специалист в AR-очках прокладывает линию прохождения инженерной сети. «В один клик» он строит виртуальную 3D-модель будущего сооружения в дополненной реальности. Эту модель можно использовать в дальнейшей работе по созданию проектной документации.

По словам специалистов «АР СОФТ», пилотные испытания и внедрение системы AR Trays Designer показывают, что количество ошибок в проектной документации может сократиться на 80%, а трудозатраты на проектирование инженерных сетей — на 50%. Это становится возможным в том числе за счет создания 3D-модели в масштабе 1:1 и мгновенной выгрузки корректной спецификации, содержащей типы и количество необходимых элементов.

Ранее на отечественном рынке не было аналогов этой системы. В том числе не было и зарубежных разработок. Как заявляют в «АР СОФТ», AR Trays Designer — оригинальная технология, позволяющая вывести отечественные компании вперед в плане технологического развития. На тестирование идеи ушло около четырех месяцев. На создание MVP (ранняя версия продукта с минимальным набором функций) потребовался год и еще около года — на доработку системы до уровня коммерческой версии.

«Создание инновационных программных продуктов требует много времени и сил, и мы гордимся тем, что ядро коллектива разработчиков находится в штаб-квартире компании в Самаре. То есть AR Trays Designer — это самарское программное обеспечение», — отметил Андрей Савельев.

Система трехмерного моделирования считается полноценной рабочей программой. Она распространяется по лицензии — заказчики могут приобрести ее на необходимое количество рабочих мест. Но при этом ее развитие продолжается. По словам директора компании, от пользователей постоянно приходит обратная связь. В «АР СОФТ» ее анализируют, и некоторые из актуальных предложений становятся основой для улучшения функционала и обновлений AR Trays Designer.

Отвечая на вопрос о влиянии на проект западных санкций, в «АР СОФТ» делятся наблюдением, что в связи со сложностью мировой экономической обстановки и постоянным санкционным давлением многие отечественные компании были вынуждены сократить объемы пилотирования и внедрения новых технологий. Рынок потерял в динамике. Но при этом в компании видят, что государство предпринимает серьезные шаги к поддержанию инновационных отраслей, и уверены в перспективе их дальнейшего развития. «АР СОФТ» имеет несколько решений с использованием дополненной и виртуальной реальности: для управления строительством, для строительного и авторского контроля с AR и для совместной работы команд с 3D-моделями в VR (виртуальной реальности). Все они направлены на повышение эффективности рабочих процессов, что очень важно в кризисные моменты.

AR Trays Designer прошел несколько пилотных внедрений, и его применение разворачивается на нескольких крупных промышленных комплексах на севере России. К сожалению, из-за режима коммерческой тайны разработчики не могут назвать конкретных клиентов.

«В первую очередь интерес проявляют крупные корпоранты — игроки нефтегазовой, металлургической и атомной промышленности. У таких компаний существуют специальные подразделения, отвечающие за развитие производства с помощью новейших технологий, поэтому диалог с ними строится в атмосфере полного взаимопонимания», — резюмирует Андрей Савельев.

Автор: Артем Элекин

Познать непознанное: самарские ученые исследуют процессы горения

В июле 2022 года в Самарском национальном исследовательском университете им. академика С.П. Королева запустили уникальную установку для изучения процессов горения. В программе исследований — тончайшие эксперименты в ранее недоступных ученым диапазонах температур. Уже получены первые результаты, ученые расширяют массив данных о кинетике химических реакций горения, которые позволят не только создать более экономичные и экологичные двигатели, но и приблизиться к разгадке зарождения жизни во Вселенной.

Горение — один из сложнейших и интереснейших физико-химических процессов. Несколько простых формул, известных нам со школы, раскрывают его лишь в самом общем виде. На самом деле соединение с кислородом молекул органического топлива — это сотни и сотни химических превращений, которые следуют одно за другим по цепочкам, где каждая следующая реакция зависит от результатов предыдущей.

Процессы горения изучаются десятками лет. Построены теории, и кажется, что главное уже известно. Но появляются новые данные, а с ними и новые вопросы, которые требуют точных и детальных ответов.

Зачем это надо?

Особый интерес вызывают процессы горения углеводородного топлива. Результаты таких исследований имеют практическую ценность — можно повысить экономичность и экологичность двигателей, в частности, авиационных. Реально помочь инженерам-двигателистам создать более совершенные камеры сгорания. Дать химикам рекомендации по улучшению химического состава топлива, чтобы при горении выделялось больше энергии, а выхлоп был чище. Сократить количество вредных и опасных веществ в выхлопных газах. Вот для чего в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева создана и успешно работает международная научная лаборатория «Физика и химия горения».

В фокусе внимания ученых находятся реакционная динамика и кинетика процессов горения. Они занимаются одним из перспективных направлений: изучают процессы образования и превращения сложных органических молекул — полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Это ключевые реакции, которые идут при сгорании, например, авиационного керосина. Они напрямую влияют на образование вредных выбросов, в частности, сажи.

В то же время превращения полициклической «ароматики» — это истоки возникновения биохимических молекул, «кирпичиков», из которых состоят все известные формы жизни на Земле. Сегодня известно, что подобные реакции идут в космосе, в межзвездном веществе, только не при высоких, а при сверхнизких температурах, и именно так во Вселенной могла зародиться жизнь. То есть в исследованиях ученых Самарского университета им. Королева соединяются физика, квантовая химия, инженерные науки и молекулярная биология. Земное и космическое. Сегодняшнее и вечное.

Рождение установки

Самарские ученые исследуют тончайшие процессы. Чтобы открыть что-то новое в кинетике химических реакций горения, необходимо сложнейшее дорогостоящее оборудование. Приобрести его стало возможно на средства мегагранта «Разработка физически обоснованных моделей горения», выделенного правительством России.

Уникальную экспериментальную установку для этих исследований начали создавать в 2017 году. В 2021-м она была собрана, и начался процесс тщательной настройки и калибровки. А в работу ее запустили в июле 2022 года.

Проект установки разработали ученые Самарского университета им. Королева и Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН). На момент запуска это была самая большая в мире установка подобного типа, лидер по точности измерений параметров химических реакций.

«Результаты экспериментов на этой установке в перспективе позволят сказать новое слово в двигателестроении и будут использоваться при разработке более эффективного и экологичного «сердца» отечественных авиационных двигателей — камеры сгорания, которая по своим характеристикам будет способна конкурировать с мировыми аналогами или даже превосходить их, отвечая актуальным задачам импортозамещения», — рассказал первый проректор — проректор по научно-исследовательской работе Самарского университета им. Королева Андрей Прокофьев.

В установке создается сверглубокий вакуум — практически как в дальнем космосе, поэтому все соединения в ней абсолютно герметичны. Рабочая камера, способная удержать такой вакуум, изготовлена в России, а специальные турбомолекулярные насосы — японские. Размеры камеры: два метра в длину и полтора в высоту, масса — около полутора тонн. В лабораторию на третий этаж ее поднимали строительным краном.

Размер имеет значение: благодаря большому объему значительно повышается избирательность и чувствительность установки, а значит можно разработать более точные модели процессов горения.

Один из ключевых элементов — высокотемпературный микрореактор, разработанный учеными Самарского филиала ФИАН. Это трубка из карбида кремния, который крайне редко встречается на Земле, но широко распространен в космосе в виде частиц «звездной пыли». Длина трубки — 20 см, внутренний диаметр — 1 мм. Во время экспериментов в эту трубку поступает газовая смесь изучаемых реагентов, разбавленная инертным газом — гелием или аргоном.

В раскаленном микрореакторе идут химические реакции, продукты которых в виде молекулярного пучка подаются в вакуумную камеру, где они ионизируются ультрафиолетовым излучением. Пучок направляют на масс-спектрометр, который «ловит» получившиеся ионы и очень точно определяет массовый и изомерный состав полученных продуктов реакции.

В числе уникальных возможностей установки не только определение спектра образующихся продуктов, но и измерение скорости химических реакций. Такие опции в подобных установках ранее никогда не использовались. Это необходимо для построения кинетических моделей горения.

Благодаря микрореактору можно изучать химические реакции при температуре от 1000 до 1500 градусов по шкале Кельвина (1500К — это +1227°С). До пуска самарской установки подобные эксперименты при таких температурах не проводились.

Первые шаги, первые результаты

Запустив установку в июле 2022 года, ученые Самарского университета им. Королева нацелились прежде всего на чисто практические задачи: изучить химические превращения ПАУ при высоких температурах, чтобы дать рекомендации двигателистам.

«Группа молодых ученых под руководством профессора Валерия Азязова проводит исследования по окислению и разрушению сажи при температурах до 1500 градусов по шкале Кельвина. Главная цель — минимизировать образование сажи при сгорании топлива», — пояснил Андрей Прокофьев.

В камере сгорания двигателя за долю секунды происходят тысячи взаимосвязанных химических реакций. Чтобы смоделировать такой процесс, нужно понимать, как идет каждая из этих реакций. Самарская установка обладает уникальной возможностью воспроизводить отдельные реакции, меняя исходные условия.

«На установке по изучению кинетики процессов горения проведена серия экспериментов по росту полициклических ароматических углеводородов, то есть мы наглядно, детально и поэтапно изучали химические реакции роста ПАУ — так, как они, например, возникают в камерах сгорания двигателей. Это типичные реакции, здесь нет какого-то научного открытия, но эти реакции ранее изучались и подтверждались экспериментально при температурах лишь до 700 градусов по шкале Кельвина, а мы продвинулись по температурной шкале значительно выше — наши эксперименты проходили при 1200К. В таких исследованиях каждая дополнительная сотня градусов дается с трудом, а в России таких экспериментов ранее не проводилось», — рассказал директор Самарского филиала ФИАН, профессор Самарского университета им. Королева Валерий Азязов.

«Разбирая» реакции по отдельности, ученые словно останавливают то мгновение, за которое в двигателе происходит множество химических событий. Они изучают каждое такое событие и проверяют их на соответствие теории. Точнее, наоборот, определяют, подтверждается ли теория практикой.

По словам Валерия Азязова, пока экспериментально изучена лишь малая часть реакций, которые участвуют в образовании ПАУ. На практике основной массив данных получают расчетным способом. Эксперименты на уникальных установках — таких, как в Самарском университете имени Королева — позволяют сделать эти расчеты более корректными.

С помощью университетского суперкомпьютера «Сергей Королев» ученые смоделировали механизм образования зародышей сажи и рассчитали константы скорости возможных химических реакций. А результаты первых экспериментов позволили улучшить кинетические матмодели процессов горения, более детально понять механизм образования сажи и других вредных веществ.

«Мы с помощью нашей установки, можно сказать, «препарируем под микроскопом» выбранную нами химическую реакцию, проверяя особенности ее течения на практике. Теоретики используют наши данные для проверки своих расчетных методов. Такой комбинированный подход позволяет распутывать механизмы образования сажи, которая начинает расти из простых циклических углеводородов. Поняв до конца эти механизмы, можно минимизировать вредные, канцерогенные выбросы двигателей», — подчеркнул Валерий Азязов.

Тольяттинская компания поучаствовала в создании уникального медицинского аппарата

Тольяттинская компания «Айтеко Технолоджи», специализирующаяся на производстве терминалов для медицинских учреждений и сферы услуг, стала поставщиком комплектующих для уникальной разработки дочерней структуры Росатома — аппарата ингаляционной терапии оксидом азота (NO). Проект реализован в рамках программы импортозамещения.

Как говорит Владимир Бураков, исполнительный директор «Айтеко Технолоджи», изначально в компанию поступил запрос на изготовление корпуса для аппарата «Тианокс», который разрабатывал Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (г. Саров). Корпус требовался для программно-аппаратной стойки «Тианокса», которая подключается к аппарату искусственной вентиляции легких.

Плазмохимический аппарат «Тианокс» для ингаляционной терапии оксидом азота не имеет аналогов в мире и обеспечивает синтез оксида азота из воздуха непосредственно во время проведения ингаляций. Установка позволяет отказаться от использования специальных баллонов с готовым газом, что снижает стоимость терапии и повышает ее доступность. NO cнижает сосудистое сопротивление в вентилируемых участках легких, позволяя лучше проникать кислороду. Ингаляция оксида азота применяется для спасения жизней в неонатологии, кардиохирургии, интенсивной терапии легочной гипертензии и тяжелых врожденных пороков сердца. Этот метод также используется при лечении пациентов с COVID-19.

«Специалисты дочернего предприятия Росатома сначала дистанционно ознакомились с нашими компетенциями и готовым продуктом — терминалом «Электронная очередь New», уже поставляемым нами в поликлиники, библиотеки и другие предприятия в сфере оказания услуг. Запрос состоял в том, чтобы на основе существующего корпуса мы разработали и создали продукт по их техническому заданию», — так рассказывает о начале сотрудничества Владимир Бураков.

Теперь блок управления установкой монтируется в корпуса от «Айтеко Технолоджи», комплектуемые панелями сенсорного управления. Сотрудничество между «дочкой» Росатома и тольяттинской компанией было налажено в рамках программы импортозамещения. До того применялись аппараты, подающие окись азота из баллонов, которые поставляли немецкие и итальянские компании.

Владимир Бураков уточняет, что к корпусу предъявлялись особые требования, которые обусловлены тем, что любой продукт, используемый в сфере медицины, должен сертифицироваться. Перед началом сотрудничества в Тольятти приехала группа специалистов института, которая посетила центр разработки, базирующийся в технопарке «Жигулевская долина», и цеха компании, также расположенные в Тольятти. В ходе визита представители заказчика не только ознакомились с производственными и инжиниринговыми возможностями «Айтеко», но и смогли сразу выбрать из нескольких корпусов, которые отличались рядом конструктивных особенностей.

В ходе тестирования корпуса специалисты внесли ряд изменений, касающихся как линейных характеристик, так и дополнений в плане изоляционных материалов, что было обусловлено процедурами по получению сертификата электросовместимости.

В прошлом году и январе 2023 года было отгружено 11 корпусов. Пока это не товарная партия, а образцы для тестирования. На начало 2023 года запланирована отгрузка установочной партии.

В процессе совместной работы у саровского НИИ появился еще один запрос — на изготовление корпуса электрического блока, интегрируемого в том числе в установку синтеза азота. Блок, в котором размещаются органы управления и электрические платы, универсален и применяется для целой линейки медицинских устройств.

В Тольятти, работая над корпусом блока, изменили материал «эталонного» изделия, за счет чего повысилась ударопрочность. Также была усовершенствована сама конструкция, что позволило снизить количество операций при монтаже, упростить обслуживание и возможный ремонт.

В 2022 году заказчику было поставлено 400 корпусов для электрического блока. Было получено подтверждение и на продолжение их производства уже в 2023 году. Сейчас согласовывается количество и сроки поставок.

«В данном проекте специалисты «Айтеко Технолоджи» продемонстрировали компетенции в инжиниринге, а именно в кастомизации уже существующего изделия, имеющего обозначенную стоимость, согласно техническому заданию клиента. Это позволило заказчику существенно сэкономить средства и время. Так, первые образцы были отправлены уже в течение месяца после выявления заинтересованности со стороны заказчика. А высокотехнологичное производство с возможностью обработки металлов, сборки, окраски, сварки, литья пластмасс, проведением электромонтажных работ и испытаний позволило обеспечить требуемое качество и объемы серийного производства», — говорит Владимир Бураков.

СПРАВКА

ООО «Айтеко технолоджи» работает на рынке разработки и производства промышленной электроники более 10 лет. В линейку продукции компании входят оборудование для дезинфекции, системы самообслуживания, выставочные стенды, мультимедийное оборудование для образовательных и медицинских учреждений, системы управления очередью и ряд других продуктов.

Биочернила: ткани человека будут печатать на 3D-принтере

В Самарском государственном медицинском университете Минздрава России создаются клеточные продукты для регенеративной и персонифицированной медицины, а также для фармации. Так, к концу этого года ученые Центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине» СамГМУ планируют создать биочернила для печати хрящевой ткани человека на 3D-биопринтере.

С помощью 3D-принтера будут печатать аналоги тканей и органов человека из специальных «чернил». В качестве таких «чернил» используют биоматериалы: гидрогели и первичные культуры человеческих клеток.

С помощью биопечати ученые СамГМУ смогут создавать аналоги хрящевой и костной тканей, кожных покровов человека, а также поджелудочной железы. Это позволит открыть новые направления в лечении заболеваний опорно-двигательной системы, сахарного диабета, хронического панкреатита, а также тяжелых и распространенных повреждений кожи (трофических язв, ожогов, огнестрельных и осколочных ранений).

Как пояснила руководитель Центра биомедицинских клеточных продуктов Центра НТИ СамГМУ, доктор медицинских наук Лариса Волова, главное преимущество разрабатываемых продуктов в том, что они созданы на основе первичных культур собственных клеток человека и гидрогелей, получаемых из донорских человеческих материалов, обработанных по собственной технологии. По своей структуре и составу они идентичны тканям пациента. Благодаря этому практически отсутствует риск неприживления продуктов 3D-печати.

«Клетки мы получаем из зубной пульпы, костного мозга, пуповины, жировой, костной, хрящевой тканей и других источников, — говорит Лариса Волова. — Другими словами, используются живые человеческие клетки, которые выполняют положенные им функции. Для хранения биоматериалов будет создан мастер-криобанк клеток, а также усовершенствован уже существующий в СамГМУ банк тканей. Планируется проведение на животных доклинических исследований напечатанных конструкций и материалов на 3D-биопринтерах».

KONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA

Сейчас в еще одном подразделении СамГМУ — НИИ биотехнологий, реализуется проект «Клеточные линии и тест-системы, биомедицинские клеточные продукты для регенеративной, персонифицированной медицины и фармации». В ходе этого проекта ученые получают первичные клеточные культуры человека из различных новых источников для нескольких целей. Например, для проведения доклинических исследований in vitro («в пробирке») эффективности и безопасности медицинских продуктов: медизделий, лекарств. А также для создания универсальной клеточной тест-системы для оценки in vitro биологической активности фармацевтических средств. С их помощью можно проводить сравнительный анализ оригинальных препаратов, дженериков и биоаналогов, а также проводить раннюю диагностику, прогнозирование и определение схемы лечения социально значимых заболеваний воспалительного и аутоиммунного характера: подагры, ревматоидного артрита, псориаза и других.

Подобные тест-системы уже разработаны в НИИ биотехнологий и успешно прошли апробацию. Недавно их закупило фармацевтическое предприятие и проверяет на них эффективность разрабатываемых лекарств. Первичные клеточные культуры человека, используемые в тест-системах, максимально отражают физиологические процессы, которые происходят при различных заболеваниях, в том числе на фоне применения медицинских продуктов.

Еще один проект НИИ биотехнологий СамГМУ — масштабирование производства, а также трансфер на российский и международный рынки серийных и индивидуальных биоимплантатов «Лиопласт»®. Ученые также разрабатывают новые способы их клинического применения. «Лиопласт»® планируют использовать в персонифицированной регенеративной медицине с помощью технологий 3D-моделирования, прототипирования и обработки материала.

«Биотехнологии позволяют получить гибридные продукты клеточной и тканевой инженерии с заданными характеристиками из биологических материалов для применения в регенеративной медицине, — говорит Лариса Волова. — Наиболее адаптированные к организму человека продукты биоинженерии производятся из материалов аллогенного происхождения — то есть из донорских».

На базе НИИ биотехнологий уже организовано серийное производство по разработанной в СамГМУ и запатентованной технологии более 180 различных видов аллогенных бионических имплантатов из соединительных и опорных тканей человека. Биоимплантаты применяют в регенеративной медицине для реконструкции дефектов костей после травм и различных заболеваний. Когда биоимплантат устанавливают в область дефекта, он восстанавливает структуру кости, встраивается в нее, и постепенно замещается собственной костной тканью пациента.

Благодаря тому, что имплант имеет биологическое происхождение и структуру, которая полностью соответствует натуральной костной ткани, он обеспечивает максимально естественный, правильный процесс регенерации. Биоимплантаты «Лиопласт» абсолютно безопасны для окружающих тканей и организма человека. «Лиопласт» применяется в стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, травматологии, ортопедии, нейрохирургии, оториноларингологии и офтальмологии у взрослых и детей.

«Сегодня потребности профильного рынка диктуют нам необходимость масштабировать производство бионических имплантатов, наряду с расширением их спектра, — комментирует Лариса Волова. — Это возможно за счет увеличения числа новых источников аллогенных тканей. А также за счет изготовления биоимплантатов по индивидуальным параметрам пациента с использованием технологий прототипирования и 3D-моделирования. Таким образом мы реализуем персонифицированный подход в регенеративной медицине».

В ходе реализации проекта ученые используют новые источники аллогенного биоматериала для инновационных биоимплантатов, создают новые бионические продукты из дентина, лиофилизированного хряща, твердой мозговой оболочки и других материалов. Также разрабатывается программный модуль для получения персонализированной 3D-модели биоимплантатов по данным КТ и МРТ пациента и многое другое.

В Тольятти создали уникальное оборудование, повышающее эффективность дизельной техники

Тольяттинская компания «ВЕНС» продвигает на рынок комплекс оборудования, установка которого на транспортные средства позволяет обеспечить экономию при их эксплуатации до 30% и при этом снизить воздействие на окружающую среду.

«Комплекс магнитной сепарации и холодного крекинга» компания «ВЕНС» презентует, являясь резидентом технопарка «Жигулевская долина», которым стала более трех лет назад. Комплекс позволяет непосредственно на транспортном средстве произвести улучшение характеристик топлива, максимально приближая их к оптимальным без применения сложных устройств химического производства и высокотемпературных процессов.

«Комплекс предназначен для автомобилей и тепловозов с двигателями внутреннего сгорания дизельного типа. Магнитная сепарация обеспечивает сверхтонкую очистку углеводородного топлива от ультрадисперсных металлических включений, образующихся при производстве и транспортировке топлива в процессе работы перекачивающих систем. А в блоке крекинга, если говорить простыми словами, дизельное топливо дорабатывается и становится таким, каким оно и должно быть в идеале», — кратко поясняет суть процесса работы директор компании «ВЕНС» Евгений Болтенков.

Технология обработки позволяет дизельному топливу при меньшей его подаче сохранить, а в некоторых случаях повысить его энергоотдачу. При этом снижается и объем выбросов вредных веществ в атмосферу.

Эксплуатанты транспортных средств заявляют о сокращении расходов на топливо на автомобилях и тепловозах от 10% до 22%. заявляют в «ВЕНСе».

Разброс в проценте экономии и выбросе выхлопных газов обусловлен замерами при различных режимах эксплуатации. «На грузовых автомобилях, где установлен наш комплекс, мы стабильно фиксируем экономию в 10-12% при перевозке грузов. Показатель увеличивается при движении без груза и на холостых оборотах. При том режиме, в котором работает спецтехника и грузовики, это очень весомая экономия», — рассказывает директор компании.

Объем выбросов при этом сокращается на 80%. Так, дымность выхлопных газов снижается на 40%, а объем диоксида азота, уходящего в атмосферу, — более чем на 50%. Эти показатели подтверждены лабораторными и ходовыми испытаниями. Таким образом, установка комплекса повышает экологический класс автомобилей с «Евро-5» до «Евро-6».

«Мы уже почти два года испытываем комплекс в реальных условиях. Результаты соответствуют нашим прогнозам», — говорит Евгений Болтенков.

Помимо экономии топлива и заботы об экологии комплекс также обеспечивает чистоту топливной системы, что позволяет сократить эксплуатационные расходы. Ведь один из важнейших аспектов при эксплуатации грузовой и специальной техники — необходимость обслуживания и ремонта, что часто оборачивается покупкой дорогостоящих комплектующих и вынужденными простоями.

В компании заявляют, что применение комплекса сохраняет назначенные ресурсы топливной аппаратуры и позволяет их продлить. «Важный эффект от применения нашего комплекса — это забота о топливной системе. Речь о сохранности и продлении сроков службы плунжерных пар, насосфорсунок, форсунок», — поясняет директор «ВЕНСа».

Сейчас комплекс установлен на грузовые автомобили известного российского ритейлера. В 2023 году в рамках ходовых испытаний он также будет установлен на подвижной состав крупного игрока пассажирских и грузоперевозок в России. Озвучивать названия компаний-партнеров в «ВЕНСе» не могут, руководствуясь условиями заключенных договоров.

Стоит добавить, что о комплексе МСХК на своем сайте, в разделе «Инновации X5» писал крупный ритейлер X5 Group. Речь шла о победе, которую специалисты одержали в стартап-туре «OPEN INNOVATIONS STARTUP TOUR ONLINE 2021» с проектом «Эко-Грузовик».

Комплекс МСХК интегрируется в разрез топливной системы сразу после фильтра тонкой очистки. Его монтаж занимает от двух до четырех часов. На блоке реактора расположены индикаторы, которые показывают работоспособность комплекса. В стандартном исполнении для грузовика максимальный вес комплекса, состоящего из двух узлов, составляет около 50 кг. Сепаратор — наиболее крупный узел — представляет собой цилиндр размером 250×1200 мм при весе до 35 кг.

Эксплуатация комплекса практически не требует дополнительных усилий.

Срок эксплуатации агрегата составляет восемь лет. Срок гарантийного обслуживания — два года.

В компании акцентируют внимание на том, что антироссийские санкции никак не повлияли на производство комплекса, а импортные комплектующие поставляются дружественными странами.

На вопрос о сроках окупаемости для автопредприятий Евгений Болтенков отвечает так: «Если машина регулярно находится в рейсах, а месячные пробеги составляют 10-15 тысяч километров, комплекс окупается за счет экономии на топливе в течение одного года. Но не стоит забывать, что вы экономите и на обслуживании топливной системы, а это отсутствие простоев и затрат на ремонт».

В планах команды, включающей в себя инженеров, проектировщиков и испытателей, — в ближайшее время масштабировать проект, установив комплекс МСХК на автомобили нескольких корпоративных парков. Рассматривается и вариант применения модели для легковых автомобилей.

СПРАВКА

Комплекс МСХК может быть установлен на широкий спектр силовых агрегатов, работающих на жидком углеводородном топливе:

  • двигатели внутреннего сгорания;
  • газотурбинные двигатели;
  • установки локомотивного и судового класса;
  • котлоагрегаты и прочие энергоустановки.

Комплекс обеспечивает электробезопасность и степень защиты IP67 по ГОСТ 14254-96. Важным фактором служат пожаробезопасность и виброустойчивость данного узла.

Имеет сертификаты ДС АТ, ЕАС, соответствует требованиям ТР ТС 004/2011 О безопасности низковольтного оборудования; ТР ТС 010/2011 О безопасности машин и оборудования; ТР ТС 020/2011 Электромагнитная совместимость технических средств.

Автор: Виталий Архиреев

Раскатать и полить: самарская компания разработала рулонный бетон

Самарская строительная компания «НЕОГЕРКОМ» с 2021 года разрабатывает инновационный строительный материал — рулонный бетон. Предприятие уже начало сотрудничество с крупными федеральными корпорациями, в том числе «РЖД», «Газпром» и «Росатом».

По словам генерального директора «НЕОГЕРКОМ» Григория Ларькина, идея проекта появилась, когда он работал в нефтяной сфере, занимаясь изготовлением и монтажом металлических конструкций.

«Я в прошлом строитель, специализировался на металлоконструкциях. Работали в Якутии и других труднодоступных местах, где сложно замесить тот же цемент. Поэтому возникла идея создать некий материал, который бы приобретал заданные свойства простыми методами — после поливки водой, например. В 2019 году мы стали резидентами «Сколково» и занялись разработкой проекта», — рассказывает предысторию своей инновационной деятельности Григорий Ларькин.

Для создания бетонного полотна применяется специальная базальтовая ткань с наполнением из сухого цемента.

Полученный технологичный материал довольно прост в использовании: рулон необходимо раскатать и пролить водой. Через определенное время он набирает прочность и твердеет. За счет армирования (используемое волокно в пять раз прочнее металла) конструкции из такого полотна очень устойчивы к внешним воздействиям.

«Десять миллиметров бетона замещает порядка 40 миллиметров обычной бетонной стяжки. Если наш рулон положить, например, под тротуарную плитку, то она никогда не деформируется. Полотно можно использовать также для устройства кровли, отмостков, дорожек и бассейнов», — продолжает генеральный директор «НЕОГЕРКОМ».

Несмотря на преимущества своей разработки, самарская компания столкнулась с определенными проблемами при попытке ее реализации.

«Крупные компании, местные администрации и министерства (не только самарские) довольно консервативны в отношении новых технологий. Очень сложно идет работа с муниципалитетами. Мы бесплатно предлагаем свой продукт, даем протестировать, но с их стороны — никакого интереса. Какие-то положительные результаты имеем только с Москвой», — описывает ситуацию Григорий Ларькин.

В то же время на работу компании в начале года повлияли западные санкции. Предприятие отказалось от части импортных полимеров и перешло на российские, китайские и южнокорейские аналоги.

«Эти полимеры увеличивают адгезию (химическое сцепление двух разнородных веществ) внутри материала. Так, при низкой адгезии цемент очень плохо прилипает к металлу. Мы же добавляем специальные полимеры, повышающие данное свойство. Импортозамещение только упростило работу. Оказалось, что аналоги и предложения компаний из дружественных стран не уступают по качеству и дешевле тех, что мы использовали ранее. Мы их эксплуатируем дольше. В данный момент доля импортных полимеров в производстве составляет 2%, отечественных — около 3-5%», — отметил Григорий Ларькин.

Сейчас продукция «НЕОГЕРКОМа», по словам его представителя, не уступает по качеству западным образцам. Григорий Ларькин уточняет — подобное производство есть только в Великобритании и США. «В наш продукт входит полноценный композитный материал, в отличие от конкурентов. Он прочнее, и мы задаем это свойство в зависимости от требований клиента. Наши технологии в разы дешевле», — уверяет он.

В Москве технологию «НЕОГЕРКОМ» используют с 2021 года при благоустройстве улиц, строительстве мостов и обслуживании тепловых сетей. Идея самарского предприятия реализуется на базе Московского инновационного кластера, который предлагает крупным компаниям познакомиться с проектами российских стартапов.

Компания Григория Ларькина также продолжает налаживать связи с «Росавтодором» (разработка водопропускных сооружений), «РЖД», «Транснефтью», «Росатомом» и «Газпромом».

«Изначально мы предлагали свой продукт именно для строительной отрасли. Но тот же Челябинский трубопрокатный завод планирует использовать наши бетонные рулоны как трубную изоляцию, а «коммунальщики» хотят ремонтировать ими водоводы (транзитные трубопроводы, соединяющие отдельные сооружения). Каждый потребитель видит в нашем материале что-то новое для себя», — приводит примеры применения рулонного бетона его разработчик.

Более того, у материала есть перспективы и в медицине — он может выступать заменой обычного гипса. При этом с такими фиксирующими повязками можно купаться, а кожа под ними «дышит».
С началом специальной военной операции на Украине самарская компания продвигает свою инновационную разработку в армию. В частности, она может быть использована для создания переправ, понтонов, блиндажей и ремонта мостов. «Наш проект не полетит, но точно спасет жизни. Рулон легок и быстро перевозится, с его помощью можно оперативно возвести все необходимые сооружения», — поясняет руководитель «НЕОГЕРКОМа».

Сейчас инновация проходит отраслевую сертификацию в исследовательских институтах крупных федеральных компаний. При положительных заключениях рулонный бетон протестируют на отдельных сооружениях. И только после этих процедур можно говорить о его окончательном внедрении. Григорий Ларькин надеется, что эти процессы завершатся летом следующего года.

В планах инноватора — строительство завода. На эти цели требуется 250 млн рублей. Сейчас компания ищет инвестора. Для строительства рассматриваются две площадки в Самаре — в районе Кировского моста и на 116 километре. Также просчитывается вариант переезда в Москву.

Пока же производство рулонного бетона ограничивается небольшим цехом в переоборудованном под эти цели гараже на улице Мичурина в Самаре.

Самарские аграрии разрабатывают цифровые лампы для растений

Свет — основа всех биохимических процессов, происходящих в растениях. При круглогодичном выращивании овощей, фруктов и зелени в условиях закрытого грунта без искусственного освещения не обойтись. Однако не все виды света одинаково полезны. Изучением их влияния на растения занимаются ученые Самарского государственного аграрного университета (СамГАУ).

Первый опыт по этой тематике в вузе приобрели несколько лет назад, когда разрабатывали специальные светильники для хранилищ картофеля. Началось с того, что владелец крупного фермерского хозяйства Евгений Цирулев во время поездки в Европу для изучения опыта местных овощеводов заметил, что в одном из хранилищ лампы излучают необычный зеленый свет. Как оказалось, свет определенного спектра был нужен для лучшей сохранности картофеля, позволял ему не «зеленеть», что происходит при выработке хлорофилла.

Вернувшись в Самарскую область, овощевод поделился своими наблюдениями с сотрудниками СамГАУ, и те взялись создать отечественный аналог таких ламп. Партнером выступила группа компаний «ЭнергоСпецСтрой», специализирующаяся на производстве светотехники.

После долгих исследований и экспериментов выяснилось, что процесс выработки хлорофилла сходит на нет именно в зеленом спектре. Теперь в картофелехранилище у Евгения Цирулева — как в фантастическом кино: всегда зеленая подсветка.

Выращивание растений в условиях закрытого грунта или технологичных культивационных сооружений сопровождается высокими затратами энергии — как тепловой, для поддержания оптимальных параметров микроклимата, так и электрической, главным образом для освещения (досвечивания) растений. В условиях роста цен на энергоносители все более актуальной становится задача снижения энергозатрат через повышение энергоэффективности оборудования, в том числе светотехнического.

Эту задачу частично решает внедрение светодиодных светильников, однако возникают новые проблемы, связанные именно со спектральным составом света. Состав спектра светодиодного светильника не всегда соответствует потребностям растений. Из-за этого возможно замедление роста растений, по сравнению с тем, что происходит при освещении специальными люминесцентными светильниками.

Оптимальные характеристики спектра света для каждой агрокультуры пока слабо изучены. В этом направлении группа ученых и студентов самарского агровуза под руководством доцента кафедры «Электрификация и автоматизация АПК» Сергея Васильева увидела широкие возможности для исследований и экспериментов.

К примеру, выяснилось, что при выращивании меристемных растений (например, при производстве безвирусных семян картофеля) проблема состоит в том, что в процессе селекционной работы значительная часть времени тратится на выращивание отобранных микроклональных ростков до необходимых размеров. И создание правильного освещения позволило бы существенно сократить время выращивания.

Исследования привели к разработке новых устройств. Так, совместно с ООО «ПТП ЭнергоСтандарт» был создан небольшой лабораторный модуль (биомодуль) для выращивания зелени и овощей. Установка является не промышленным, а лабораторным образцом, предназначенным для проведения научных исследований. При внесении соответствующих изменений она промышленно применима. Биомодуль уникален тем, что позволяет создавать освещенность в зоне роста растений с различными характеристиками, как по уровню освещенности, так и по спектральному составу света.

Опыты на редисе показали созревание корнеплодов на пять-семь дней раньше нормативных сроков. Хорошие результаты дало выращивание салата, базилика и другой пряной зелени.

Впрочем, лабораторный модуль — только первый шаг. Ведь если, к примеру, брать задачу обеспечения свежей зеленью жителей Крайнего Севера, то маленькие модули проблемы не решат. Имея в виду такие масштабные задачи, ученые СамГАУ приступили к разработке фитомодуля большего размера. Это уже контейнер размером 4×5 метров в утепленном варианте. Данная установка сейчас уже изготовлена и проходит испытание.

Как и биомодуль, контейнер освещается светодиодными светильниками с регулируемым спектром и потоком. Регулировка светильников осуществляется под определенные культуры, а также под потребности растений на различных стадиях их развития. Данный фитомодуль можно использовать круглогодично — по принципу термоса он способен сохранять тепло, производимое фитосветильниками, и за счет этого экономить энергию, необходимую для отопления.

«Мы считаем наиболее перспективной разработку именно светодиодных фитоламп, так как именно они являются, в некотором смысле, электронными устройствами, а значит легко управляются с помощью цифровой электроники. Это и есть одна из составляющих цифровизации тепличного растениеводства, — поясняет Сергей Васильев. — Также эти светильники перспективны за счет своей небольшой цены, экономичности и высокой светоотдачи. При разработке подобных устройств мы стремимся к созданию полностью автоматизированных модульных и контейнерных установок, позволяющих круглогодично выращивать овощную, зеленную, ягодную или пряно-ароматическую продукцию. А также повысить энергосбережение в процессе выращивания».

Инноватор из Тольятти приручил полиуретан

Тольяттинский предприниматель Сергей Феськов придумал технологию, позволяющую создавать высокоадгезивное полиуретановое покрытие практически на любой поверхности. Один из самых износостойких материалов — третий после алмаза и бора — сохраняет от внешних воздействий обработанные им детали, а после износа защитного слоя его можно легко нанести вновь.

Износ трущихся поверхностей — одна из главных причин выхода из строя машин и механизмов, и эта проблема преследует человечество с момента изобретения колеса. Вопрос решали применяя смазочные материалы, вводя в конструкцию подшипники и т.д. Однако с ростом сложности используемых человечеством механизмов проблема обострялась: далеко не всегда возможно использовать подшипник или смазку, а в некоторых случаях это и не поможет. Например, в грунтовых или нефтяных насосах, которые работают в довольно агрессивной среде, контактируя не только с химически активными веществами, но и с твердыми частицами, способными довольно быстро вывести детали из строя.

Новация Сергея Феськова решает проблему, многократно повышая износостойкость шнеков насосного оборудования и позволяя повторно использовать деталь после выработки ресурса.

Главной особенностью ноу-хау является особая обработка деталей с нанесением адгезива, что делает минимальным зазор между защищаемой поверхностью и защитным слоем. В результате получается очень прочное соединение: полиуретан держится даже при серьезных нагрузках, изнашиваясь вместо металла и оставляя его невредимым. После того как слой полимера все же сотрется, его можно нанести вновь, восстановив деталь до состояния новой.

Запатентованная технология уникальна — направлением занимаются многие, но такими результатами похвастаться не могут. Другие методы нанесения полиуретана не обеспечивают высокой адгезии, и покрытие довольно быстро отслаивается, приводя деталь в негодность.

Компания Сергея Феськова «Форум-АвтоСервис» является резидентом технопарка «Жигулевская долина», и в Самарской области уже давно пользуются его разработкой. Так, он уже много лет сотрудничает с Самарским речным портом, покрывая полиуретаном шнеки грунтовых насосов земснарядов, ведущих добычу песка для строительства. При этом, по словам предпринимателя, ресурс грунтового насоса увеличивается в несколько раз: если с обычным шнеком до его поломки удается добыть 300-400 тыс. тонн песка, то деталь с полиуретановым покрытием позволяет увеличить межремонтный ресурс до 2 млн тонн.

«Со шнеком с полиуретановым покрытием насос может непрерывно работать в течение всего навигационного периода. Теперь нет необходимости вставать на ремонт посреди сезона, — рассказывает Сергей Феськов. — В результате повышение износостойкости насоса позволяет достичь серьезного экономического эффекта — ведь один день простоя земснаряда обходится в сотни тысяч рублей. Кроме того, покрытие полиуретаном позволяет фактически вернуть детали первозданный вид. Если раньше выработавший ресурс шнек просто выбрасывался, то сейчас его заново покрывают слоем полимера, после чего деталь снова соответствует заводским параметрам и занимает свое место в механизме насоса. И таких циклов может быть сколько угодно. Фактически шнек становится многоразовым. Его стальная часть служит лишь каркасом, а всю нагрузку берет на себя полимер. При этом полиуретан в шесть раз легче стали, что позволяет существенно снизить вес конструкции».

Запатентованная Сергеем Феськовым технология уже заинтересовала нефтяников — специально для Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина разрабатывается новый героторный насос, который позволит добывать даже очень вязкую нефть.

СПРАВКА

Героторный насос — роторно-зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен специального профиля, которые обеспечивают геометрическое замыкание рабочей камеры.

Сейчас скважины с особо вязкой нефтью нерентабельно разрабатывать с помощью широко используемых в отрасли центробежных насосов из-за быстрого износа оборудования и недостаточной мощности. Дело в том, что некоторые сорта нефти содержат не только серу и другие химически агрессивные вещества, но и твердые включения, оказывающее серьезное разрушительное воздействие на насосы и существенно затрудняющие добычу «черного золота».

Изготовленный в Тольятти рабочий прототип получил высокую оценку заказчика, и сейчас разрабатывается вторая версия устройства, в конструкцию которого вносятся изменения с учетом пожеланий специалистов из РГУ нефти и газа.

Износостойкие насосы, рабочая поверхность которых покрыта полиуретаном, могут использоваться и в пищевой промышленности — например, в дозаторах.

Впрочем, по словам инноватора, использование полиуретана открывает широчайшие возможности во многих отраслях. Так, например, этот материал может стать незаменимым при производстве космических скафандров или средств защиты от радиоактивного излучения. Специальные нанодобавки позволяют наделить эластичный полиуретан неплохим останавливающим действием и не пропускать продукты радиоактивного распада.

Автор: Олег Нечаев

Самарский филиал НИИ Радио внедряет радиочастотные считыватели данных

Самарский филиал НИИ Радио (СОНИИР) разработал и запустил производство радиочастотных считывателей цифровых данных (RFID). Это первая отечественная разработка в этом направлении. Системой интересуются в Минобороны, Росгвардии, Главном центре специальной связи (ГЦСС). Уже реализовано два пилотных проекта.

По словам разработчиков, необходимость создания RFID-считывателей связана с отсутствием на рынке отечественных аналогов и недостатками зарубежных моделей.

«Проект ориентирован на устранение фактического отставания отечественной промышленности в части производства устройств радиочастотной идентификации. Внедрение результатов проекта в производство создаст существенные драйверы роста техники и технологий в РФ, выведет рынок RFID-систем на принципиально новый технологический уровень и создаст условия для ускоренного социально-экономического развития, достижения стратегических интересов и обеспечения национальной безопасности России», — описывает важность технологии директор научно-технического центра радиосистем специального назначения СОНИИР Александр Невский.

Основная задача разработки — хранение информации об объекте с возможностью ее дистанционного считывания. Система RFID состоит из считывающего устройства (ридер: антенна, приемопередатчик) и радиочастотных меток. Последние содержат цифровые данные о логистике, типе, стоимости, весе и температуре объекта.

«Антенны излучают электромагнитные волны, которые активизируют RFID-метку и позволяют производить запись, считывание с нее данных. Антенны могут быть встроены в специальные сканеры, ворота, турникеты, дверные проемы для получения информации от предметов или людей, проходящих через их зону действия. Конструктивно антенна и приемопередатчик с декодером могут находиться в одном корпусе. Сигнал, поступающий с антенны, демодулируется, расшифровывается и через стандартный интерфейс передается в компьютер для обработки», — уточняет принцип работы радиочастотных считывателей Александр Невский.

Причем метки делятся на два вида по типам питания: пассивные или активные. Первые получают энергию для работы из электромагнитного сигнала, поступающего от считывателя. Дальность чтения пассивных меток не превышает 10-20 метров (в зависимости от размера и подвижности метки). Они дешевле активных и имеют практически неограниченный срок службы. Активные же дороже в обслуживании и работают максимум 5-10 лет. С другой стороны, они имеют большую дальность считывания информации и могут иметь более высокую скорость движения относительно считывателя.

На разработку RFID-считывателей ушло не более двух с половиной лет. За это время институт столкнулся с рядом проблем. Среди них — необходимость закупки дорогого оборудования, проблемы с выходом на рынок из-за недостаточной господдержки (в том числе пробелами российских стандартов) и неосведомленности потребителей.

«В последние годы на российском рынке возобновилась активная маркетинговая деятельность по продвижению технологии: стали появляться новые статьи в журналах, повысился интерес на выставках. Но для масштабного продвижения технологии этого мало. На процесс разработки негативно повлияли объективные причины. Пандемия COVID-19 привела к стагнации рынка производителей электронной компонентной базы, нарушению логистических цепочек и снижению покупательской способности потребителей», — рассказывает о проблемах представитель СОНИИР.

На работах по проекту сказались и западные санкции, которые ограничили поставки в Россию электроники и технологий.

Пока радиочастотные считыватели создают мелкими сериями в самарском филиале НИИ Радио. Правда, в ближайшее время, по сведениям института, планируется увеличение производства с привлечением отечественных и зарубежных компаний.

Стоимость RFID-устройств зависит от объемов производства. «В то же время прогнозные цены на серийно выпускаемую продукцию позволяют говорить о хорошей конкурентоспособности наших изделий на отечественном и международном рынках», — отметил Александр Невский.

Радиочастотные считыватели можно использовать в транспортной инфраструктуре (билетная система, сортировка багажа), логистике (автоматизация перевозок, складирования), медицинском производстве (маркировка продукции, отслеживание препаратов и контейнеров с кровью) и ВПК (контроль транспортировки, предотвращение незаконного оборота оружия и «электронные жетоны» военнослужащего или сотрудника МЧС, Росгвардии).

Сейчас в продвижении продукта СОНИИР активно помогает головная организация — ФГБУ НИИР. С ее участием был реализован проект для демонстрации возможностей RFID-технологий представителям Минобороны, Росгвардии и других силовых структур.

Также технология обкатывается РЖД. Уже действует пилотная зона на базе вагонного депо «Минеральные Воды» Северо-кавказской железной дороги. Там разработана система «Учет перемещения шаблонов работниками вагонного хозяйства с применением технологии машиносчитываемой маркировки RFID». Дополнительно для компании подготовили проект по контролю перемещения и местонахождения имущества депо.

Также завершается развертывание опытной зоны для Главного центра специальной связи, которая позволит отработать технологии учета, хранения и контроля сдачи-выдачи имущества.

«В прошлом году наш филиал посетил губернатор Дмитрий Игоревич Азаров. В ходе представления наших компетенций он высказал заинтересованность в применении RFID разработок СОНИИР в сфере муниципального хозяйства. Есть заинтересованность сельскохозяйственных предприятий животноводства во внедрении отечественных разработок радиочастотной идентификации. Интерес к российским разработкам в сфере RFID будет увеличиваться», — подчеркивает представитель СОНИИР.

Он уверяет — самарский филиал НИИ Радио продолжит работу над отечественными RFID-технологиями. В институте уже есть идеи для новых проектов.

«Планируется продвижение гибридных технологий RFID и GPS для повышения точности определения местоположения маркированных объектов на территориях со сложной электромагнитной обстановкой. Есть возможность и необходимость в масштабировании импортозамещения в области RFID-технологий глубже уровня конечных изделий, комплексов и систем. Речь идет о создании отечественных компонентов уровня интегральных схем, контроллеров», — делится планами на будущее Александр Невский.

Автор: Артем Элекин