30 листопада 2016 року у 3 корпусі Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України (далі – ІПМ) було проведено урочисте відкриття Лабораторії синтезу оксидних нанопорошків Відділу фізичного матеріалознавства Донецького фізико-технічного інституту ім. О.О. Галкіна НАН України (далі – ДонФТІ).
Відкриття провів академік-секретар Відділення фізики і астрономії НАН України академік НАН України Вадим Михайлович Локтєв у присутності директора ІПМ академіка НАН України Юрія Михайловича Солоніна та виконуючого обов’язки директора ДонФТІ Віктора Олександровича Білошенка.
Лабораторія складається з пілотної лінії з виробництва оксидних нанопорошків методом хімічного синтезу та термічної ділянки. Лінія обладнана системою подачі хімічних реагентів та системою очистки хімічного обладнання, що дозволяє проводити синтез багатокомпонентних оксидних нанопорошків, нанопорошків композитних складів та інших нерозчинних сполук. Потужність лінії складає 20 кг нанопорошків в місяць. Термічна ділянка обладнана новими печами опору з температурою до 1600оС. Лабораторія може виготовляти нанопорошки заданого хімічного, гранулометричного та фазового складу, керамічні та композиційні матеріали широкого спектру.
Роботи по створенню лабораторії активно підтримувались в.о. директора ДонФТІ В.О. Білошенком та проводились за сприянням дирекції, служб та співробітників ІПМ. Допомога з боку члена-кореспондента НАН України Андрія Володимировича Рагулі та співробітників відділу «Фізико-хімії і технології наноструктурної кераміки та нанокомпозитів» ІПМ сприяла створенню лінії.
Співробітники Відділу фізичного матеріалознавства ДонФТІ розробили підходи до створення нової та актуальної на наш час технології одержання оксидних нанопорошків з модифікованою поверхнею, що також придає нанопорошкам широке коло різноманітних функціональних властивостей, наприклад, зміни у каталітичних та оптичних властивостях.
Розроблена технологія і створення пілотної лінії дозволили колективу відділу одержати два проекти Програми ЄС «Горизонт 2020».
На практиці отримувані нанопорошки можна використовувати для таких ринків:
Найбільш перспективним є ринок нанопорошків та виробів для медицини (заготовки для стоматологічного протезування та ортопедії), а саме протези зубів, імпланти, вініри, тазостегновий та колінний суглоби, а також порувата кераміка та остеопластичні маси для ремонту кісток. Рівень сертифікації та перевірок з боку МОЗ дуже високий і потребує державної підтримки. Співробітниками лабораторії вже було показано можливість виготовлення матеріалів для стоматології та елементу тазостегнового суглобу (декілька десятків одиниць). Тестування тазостегнового суглобу на біосумісність та трібологічні властивості проведено у Польщі (за допомогою Інституту сцинтиляційних матеріалів НАН України).
 |
Другий ринок ‑ виробів для хімічної, металургійної та гірничої промисловості. Вироби типу клапан, золотник та сопло зі зносостійких матеріалів та матеріалів, стійких до роботи у агресивних та абразивних середовищах, вже були виготовлені науковцями лабораторії. Деякі з таких виробів пройшли тестування в умовах промислового виробництва та показали підвищення строку служби у 30-50 разів. Для сертифікації необхідна відповідність ТУ споживача та його зацікавленість у продукції. На цей час ці деталі імпортуються або використовуються металічні вироби з дуже низьким строком служби (наприклад, ВО «Сілур»). В цю категорію можна віднести тіла для млинів, які використовуються в хімічній, харчовій, медичній промисловості. Потреба у них складає сотні тисяч штук.
На третьому місці ринок нанопорошків – домішок (до 20 вагових відсотків) для покращення властивостей промислових виробів, що виробляються з грубодисперстих порошків методом високотемпературного спікання. Це вогнетривкі цирконієві матеріали для металургійної промисловості – сопла, плити, затвори. Зараз вони імпортуються з Китаю та ЄС. Пошукові роботи по покращенню спікання промислових порошків за допомогою синтезованих в лабораторії нанопорошків проводяться спільно з Публічним акціонерним товариством «Красноармійський динасовий завод».
Четвертий ринок – керамічні вироби для точного машинобудування, легкої, ювелірної, текстильної промисловості, серед них: ножі, фільєри, фільтри, тощо. Ці вироби є високоякісною керамікою з високим рівнем фізико-механічних властивостей. Виробами цієї категорії в Україні ніхто не займається, тобто маємо лише імпорт. Головний імпортер фірма «Tosoh» Японія та китайські клони (до 80% світового ринку). Вартість 1 кілограму порошку фірми «Tosoh» 80-100 євро (FOB), китайські 20-60 євро/кг (FOB).
П’ятий ринок – використання нанопорошків для каталізаторів, фільтрів для очистки води та повітря, а також носіїв каталізаторів.
Ринки використання нанопорошків та виробів з них не обмежуються тільки вищезгаданими, вони також викристовуються у авіабудуванні, судобудуванні (підшипники, вузли тертя), і, на жаль, такі вироби тільки імпортуються.
Науковці як лабораторії так і всієї Академії мають багато розробок спрямованих на імпортозаміщення, але потрібна державна підтримка та розуміння керівників держави в необхідності налагодження вітчизняного виробництва тієї продукції, яку може виробляти Україна на рівні або вище рівня закордонних аналогів.