К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКЦИИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Проф. Л. Цапу
Обеспечение устойчивого роста экономики, преодоление стагнаций и рецессий и выход из экономических кризисов характеризуется появлением новых технологий, различных инноваций, а также проведением структурных, организационных и экономических реформ.
В этой связи можно утверждать, что теоретические разработки в области нанотехнологий и их практическое применение являются перспективным направлением прогресса как технического, так и экономического в целом.
Вспомним высказывание одного из первых, если не первого, исследователя “наноидеологий” Эрика Дрекслера: нанотехнологии – это ”ожидаемые технологии производства, ориентированные на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой“. ( Нам следует обратить внимание на производство «веществ»).
Нанотехнологии включают процессы манипулирования отдельными атомами и молекулами. Получаемая при этом продукция придаёт новые качества материалам, либо выступает как самостоятельный элемент или даже изделие, предназначенное для эксплуатации.
На основе нанотехнологий формируются новейшие направления научных исследований и проектных проработок в области электроники, медицины, оборонной промышленности и др. и в интересующий нас области, строительстве.
Применение нанотехнологий реализует новации в широком диапазоне наукоёмких производств.
Лидером в создании, развитии и применении нанотехнологий являются США. далее следуют Япония, ведущие европейские страны, Республика Корея. К сожалению, в этом перечне нельзя встретить Россию. В тоже время Начиная, с двух тысячного года были принято 9 государственных программ, создано свыше двадцати предприятий, организованы ЦЕНТРНАНО, Государственная корпорация Роснано и т.д.
Однако, практические результаты малозаметны. Запросы на увеличение объёмов финансирования нельзя признать ответственными. Отпущенные средства либо малоэффективны, либо используются не по назначению, либо не осваиваются. И в общем можно говорить о слабом руководстве созданием и развитием нанотехнологиями в целом.
Сегодня можно привести лишь отдельных примеры, некоторых успехов и достижений отечественной науки в области нанотехнологий и нанопродукции.
Результаты исследований в области нанопродукции и нанотехнологий зачастую не покидают стены институтов и лабораторий.
Ещё меньше примеров можно найти в части касающейся практических достижений, и тем более о серьёзных признаках создания наноиндустрии.
В то же время, согласно объявленным целям, объём отечественной нанопродукции к 2015 году в стоимостном выражении должен составить около 1трлн. руб. (Для сравнения отметим, что объём мировой нанопродукции к этому же времени приблизительно оценивается более одного трлн. долларов).
Следовательно, главной задачей создания отечественной наноиндустрии является выбор соответствующего сегмента для новых производств.
Россия вряд ли добьется в обозримом будущем существенных успехов в таких бурно развивающихся областях как создание наноэлектроники или изделий организованных на базе нанопродукции. В этих сегментах принципиально прописаны и продолжают развиваться американские или японские нано продукты и технологии. С американцами пробуют конкурировать европейские и корейские компании. Такое же явление наблюдается и в области медицины и биологии.
Поэтому главной задачей российской науки и практики является выбор таких направлений, в которых Россия может рассчитывать на успех. К таким направлениям, по нашему мнению, следует отнести композитные материалы и ультрадисперсные, т.е. нано, порошки
Это не значит, что работы в прочих сегментах нанотехнологий и производства нанопродукции должны быть сокращены. Здесь следует обратить внимание только на то, что освоение нанотехнологий в области перспективных направлений сможет обеспечить выполнение поставленных задач.
Но, даже сосредоточив внимание на первоочередных работах, следует иметь в виду, что это потребует развития сопутствующих технологий, в частности для получения наноструктур, наноматериалов и наноустройств.
Следующей важной задачей является комплексное рассмотрение и решение проблем в том или ином сегменте наноиндустрии. Необходимо обоснование связанных производств, начиная от размещения, исполнения в т.ч. и на сопутствующих производствах, и реализации конечного продукта. В России уже сталкивались с безответственным отношением при создании дорогостоящих объектов наноиндустрии, когда только после многомиллиардных затрат выяснялось, что подобное предприятие уже функционирует в Китае, что отечественная продукция будет намного дороже т.е. не конкурентоспособной и спроса на неё не предвидится.
Таким образом, даже создав соответствующий кластер производств, следует позаботиться и о спросе.
Принимая во внимание, рыночный характер экономики, присутствие конкуренции, влияние инноваций и т.д. можно предвидеть трудности при поиске оптимального варианта по цене и качеству, для конечного нанопродукта. Поэтому маркетинг такой инновационной продукции является важнейшим направлением бизнеса.
В этой связи следует уточнить особенности нанопродукции как товара. Рассматривая нанопродукт или наноматериал как обычный рыночный товар, во внимание принимают его новые качества и свойства. Эти товары отличаются повышенной надёжностью, долговечностью, безопасностью и т.д., и рынки для этих товаров уже сложились.
В другой рыночной реализации присутствует, так называемый, “скрытый эффект”. В этом случае конечный продукт обладает улучшенными качествами, что обеспечивает конкурентные преимущества. Здесь нет замещения старой продукции, а происходит процесс совершенствования или модернизации.
Однако, какие именно изделия или материалы, входящие в конечный продукт являются нанопродукцией неизвестно. Такая продукция подлежит охране как интеллектуальная собственность или как коммерческая тайна производителя или продавца. Можно полагать, что свободный рынок сам отрегулирует спрос и предложения. Но такой тезис не кажется убедительным
Но как определить реальную цену товара, а значит и ёмкость рынка, и объём производства, в конце концов. Это задача для экономистов в недалёком будущем.
Строительная отрасль может стать локомотивом, своего рода, в исполнении государственных задач по производству наноматериалов и нанопродукции в необходимых объёмах. Как уже говорилось отечественная наноиндустрия не опасаясь конкуренции и при соответствующей государственной опёке может удовлетворить спрос, как на внутреннем рынке, так и в какой то части на внешнем в таких материалах как нанопорошки и композиты, применяемые в строительстве. При этом конечной продукцией при использовании указанных наноматериалов могут быть бетон и железобетон, покрытия различного состава и назначения, конструкции и сооружения и т.д.
Рассмотрим, вкратце, как влияют нанопродукты, в нашем случае, порошки на качество такого массового строительного материала как бетон. Так использование наночастиц оксида кремния в стандартной бетонной смеси к значительному укреплению бетона и улучшению его механических свойств.
А добавка незначительного количества многослойных нанотрубок к традиционным материалам, например к портландцементу, обеспечивает существенное улучшение прочности материала на сжатие и его изгибной прочности.
Масса таких бетонных конструкций в пять раз ниже, и конечная стоимость в 2-3 раза меньше.
Конструктивный бетон, включающий добавки нанопорошка приобретает большую ударную и усталостную прочность, в несколько раз превышающую
соответствующие показатели обычного железобетона. Долговечность такого продута, по литературным данным, от 2-х до 5 раз выше обычного железобетона.
Нанобетон применятся в качестве дорожного покрытия (США), при строительстве аэродромов (США, ФРГ).
Нанобетон также начали использовать в России, например, при
строительстве моста в г Кимры.
Даже деревянные дома или деревянные части дома, обработанные наносотавом, намного увеличивают срок своей службы, и не будут подвластны ни плесени, ни вредителям.
Краски и лаки, приготовленные в смеси с наночастицами стойки к солнечному свету и отличаются долговечностью.
Большие возможности представляет использование наноматериалов в различного рода металлических конструкциях в т.ч. и при строительстве.
Добавки наночастиц ванадия или молибдена изменяет микроструктуру материала, резко повышая порог разрушения стальных изделий от усталости.
Добавка наночастиц магния при сварке материалов существенно увеличивает прочность швов и т.д.
Говоря о реализации нанопродукции нельзя обойти вниманием вопрос стандартизации выпускаемых изделий, материалов и композитов. Стандартизация направлена на обеспечение взаимодействия нанопродукции любого исполнения и назначения. Стандартизация обеспечивает выход на нанопродукции на рынок и её конкурентную реализацию. Недопустимо полагать, что со временем всё само собой организуется.
Сравнивая перечень возможностей использования наноматериалов с фактической реализацией, следует признать, что реальное использование нанопродукции в производстве ничтожно.
И причины такого состояния известны: неудовлетворительная организация,
слабое руководство, незаинтересованность бизнеса. Россия опять в роли “догоняющего”. Так называемая, государственно-частная кооперация в реализации инноваций остаётся благим пожеланием.
Главное, что и рецепт по улучшению состояния дел прописан. Это устранение бюрократии, необходимость своевременной реакции на мировые инновационные тренды, определение заинтересованности бизнеса в сотрудничестве с государством.
Казалось бы, что очевидные преимущества наноматериалов, в частности при строительстве, должны побудить строительные фирмы и компании к повсеместному внедрению инноваций. Однако, можно найти лишь редкие примеры применения новшеств. Жилищное и гражданское строительство выжидает и зачем что-то менять. Всё равно покупатель есть и он купит. А
куда ему деваться. И менять трудно. И будут укладывать такие же дороги, и ремонтировать их чуть ли не каждый год.
Выстраивается целая цепочка взаимодействующих предприятий и учреждений. И каждое действующее лицо имеет свой коммерческий, или корпоративный, или личный интерес.
Тут не нужно повторять как мантры, что “свободный” рынок всё сбалансирует. Если уж Россия учится у передовых стран, то следовало бы и перенять опыт государственного регулирования в особых ситуациях.
