Межрегиональный центр наноиндустрии

Премия RusNanoPrize 2011 присуждена Г.В. Саковичу и А.С. Жаркову за разработку и внедрение в производство технологии наноалмазов

В 2011 году Международная премия в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE по направлению «Наноматериалы» присуждена доктору технических наук, академику РАН Геннадию Викторовичу Саковичу (Научному руководителю Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН, Россия) за исследования, разработку технологии и создание производства функциональных наноразмерных синтетических алмазов из атомов углерода молекул взрывчатых веществ.

Г.В. Сакович исследовал и обосновал возможность синтеза наноразмерных алмазов из атомов углерода молекул взрывчатых веществ при их детонации. Разработана технология и создано не имеющее аналогов в мировой практике производство наноалмазов с уникальными функциональными свойствами, позволившими создать износостойкие металлопокрытия для деталей машин и механизмов, увеличения срока службы режущего и штампового инструмента, обеспечения суперфинишной полировки сверхтвердых и мягких материалов, включая оптические, создание присадок к маслам для снижения коэффициента трения в сопряженных деталях.

Наградной символ и памятный диплом Премии получил также ОАО «Федеральный научно-производственный центр «Алтай» (г. Бийск) за внедрение разработок академика Г.В. Саковича в производство, позволившее организовать промышленный выпуск функциональных наноразмерных алмазов и продуктов на их основе, а также экспорт наноразмерных алмазов в промышленно развитые страны мира. Генеральным директором ОАО «ФНПЦ «Алтай» является доктор технических наук, член-корреспондент РАН Александр Сергеевич Жарков.

В конце семидесятых — начале восьмидесятых годов прошлого столетия развитие машиностроительной отрасли СССР потребовало увеличения добычи и разработки способов получения искусственных технических алмазов. Известный в то время способ получения искусственных алмазов Du Pont был малопроизводительным и высокозатратным. Решение задачи было поручено институтам Академии наук СССР (Москва, Киев, Новосибирск). К решению этой задачи приказом Министерства машиностроения СССР было подключено Научно-производственное объединение «Алтай» — ныне ОАО «Федеральный научно-производственный центр «Алтай» (г. Бийск). В 1982 г. НПО «Алтай» совместно с Институтом гидродинамики СО РАН (г. Новосибирск) начали исследования по синтезу алмазов непосредственно из атомов углерода молекул взрывчатых веществ, и в 1984 году были опубликованы первые результаты.

Выбранный новый подход к способу синтеза позволил создать экономически оправданные предпосылки к созданию технологии, а полученный в наноразмерном состоянии алмаз обладал рядом новых функциональных свойств. Решением министерства все разработки были переведены в разряд закрытых, а НПО «Алтай» приступило к созданию промышленной технологии. В 1985 году на мощностях НПО «Алтай» было создано роботизированное производство, включающее изготовление зарядов взрывчатого вещества, подачу их во взрывную камеру синтеза, в которой в автоматическом режиме производилось сорок подрывов в час, систему улавливания наноразмерных частиц с их концентрированием и подачей на химическую очистку от неалмазного углерода, а затем сушку и упаковку. Созданное производство было аттестовано на газовую мощность 2 x 107 карат (2400 кг). Одновременно с созданием производства активно велось изучение уникальных свойств наноразмерных алмазов для создания износостойких композиционных металлопокрытий деталей машин и механизмов, увеличения износостойкости режущего и штампового инструмента, обеспечения суперфинишной полировки сверхтвердых и мягких материалов, включая оптические, создания присадок к маслам для снижения коэффициента трения и др. С 1986 года был начат промышленный выпуск наноалмазов и их поставка на пред- приятия министерства. Положительный результат применения, неоднократно обсуждавшийся на научно-технических конференциях специалистов отрасли, привел к ознакомлению с результатами специалистов других министерств и планированию поставок через Госплан страны. Учитывая перспективность созданной технологии и оценку востребованности на мировом рынке, министерством было принято решение для сохранения приоритета страны разрешить открытую публикацию [Доклады Академии наук СССР. 1988. т. 302. № 3. С. 611–613] и провести широкое патентование. Способ был запатентован в России, Европе, Японии, США, Канаде и Белоруссии. Была развернута маркетинговая кампания с выступлением специалистов на специализированных фо- румах в США, Японии, Франции и др. Были заключены контакты и начались поставки за рубеж.

В 2002–2005 годах были осуществлены обзорные публикации, подводящие итог проделанной работе. В настоящее время ОАО ФНПЦ «Алтай» является разработчиком и патентовладельцем ряда современных материалов и технологий, использующих уникальные свойства наноразмерных алмазов (ульрадисперсных алмазов, УДА). Уникальность продукта УДА состоит в сочетании алмазной структуры ядра, алмазной твердости, химической инертности, с одной стороны, и наноразмерностью частиц, округлой формой, развитой и активной поверхностью — с другой. В отличие от природных и известных синтетических алмазов, УДА в зависимости от среды образует многоуровневые агрегаты различной плотности и структуры. Суспензии и гидро- золи УДА обладают высокой агрегативной и седиментационной устойчивостью. За время, прошедшее с внедрения в производство базовой технологии производства ультрадисперсных детонационных алмазов, ОАО ФНПЦ «Алтай» разработало на основе УДА ряд продуктов:

1. «Алмаз синтетический ультрадисперсный взрывной (продукт УДА)» (ТУ 84-1124-87);
2. «Продукт УДАГ» (ТУ 84.415-115-2000);
3. «Концентрат алмазосодержащий «Деста» (ТУ 07508902-188-2003);
4. «Смазка пластичная алмазосодержа- щая «Дестапласт» (ТУ 7508906.037-90);
5. «Составы полирующие на основе детонационных наноалмазов «БИКА» (ТУ 07508902- 204-2008), а также технологий:
1. Директивный технологический регламент «Процесс глубокой очистки детонационных наноалма зов» (07508902.02260.00009);
2. Типовой регламент технологического процесса нанесения на металлические поверхности износостойких композиционных электрохимических покрытий на основе хрома и продукта УДА (АПО.045.5387);
3. Директивный технологический регламент «Электрохимическое никелирование и меднение с использованием ультрадисперсных алмазов» (07508902.02200.00083);
4. Директивный технологический регламент «Химическое никелирование с использованием ультрадисперсных алмазов» (07508902.02200.00084).