Аспирант Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Антон Котин получил грант программы «УМНИК» на разработку технологии нанесения покрытия на кристаллы для лазеров большой мощности.
«Если добиться, чтобы пленка достигла высокого значения порога лучевой стойкости, можно получать устройства силовой оптики с более высокими показателями, такими как долговечность, средняя и импульсная мощность излучения лазера, — объясняет Антон Котин. — На российском рынке нет технологии получения просветляющего покрытия с высоким порогом стойкости к излучению лазера, поэтому я поставил цель сделать ее».
Лазеры с нелинейно-оптическими кристаллами применяются как дальномеры, целеуказатели в строительстве, резке металлов, медицине, коррекции зрения, технике связи и так далее.
Просветляющее покрытие на кристалле позволяет снизить естественные потери света на отражение до минимума, однако использование таких покрытий ограничивается их порогом лучевой стойкости. Порог лучевой стойкости пленки показывает предельное значение работы устройства, при котором параметры оптической системы остаются неизменными в течение длительного срока работы. Чем выше порог лучевой стойкости пленки, тем шире сфера ее применения.
«Низкое значение порога лучевой стойкости покрытий, ограничивает эффективное использование их в оптике лазеров. Это связано с тем, что при более высоких значения плотности мощности покрытие быстрее прогорает, — продолжает Антон Котин. — Стандартное значение порога лучевой прочности покрытий, производимых в России, 500-600 мегаватт на сантиметр квадратный. Я хочу получить пленку с порогом лучевой стойкости более 700 мегаватт на сантиметр квадратный — это позволит производить более мощные и высокоэффективные лазерные системы комплексы, не уступающие по своим свойствам зарубежным аналогам».
Для получения просветляющих покрытий на нелинейно оптических кристаллах используется современная ионно-лучевая технология нанесения покрытий. Образцы помещаются в камеру с низким давлением, далее при помощи ионного источника происходит распыление мишени материала покрытия и происходит контролируемый процесс нанесения покрытия.
«Для осаждения пленки важно, с какой скоростью идет распыление, сколько кислорода поступает и другие факторы — я исследую разные технологические режимы, — рассказал Антон Котин. — Еще один современный подход к нанесению покрытий — использование второго ионного источника, который бомбардируя ионами аргона поверхность образца во время процесса нанесения, делает покрытие более плотным».
У автора проекта уже есть прототип однослойного покрытия. Порог его лучевой стойкости пока ниже того, которого намерен добиться исследователь, однако эффект просветления в установке с ионным источником получен.
«Мы отработаем режимы работы установки, разработаем методики подготовки образцов перед нанесением, исследуем, как эта пленка растет на поверхности, — то есть за счет проведения исследования и разработки методик будем добиваться цели, а именно конкурентно способной технологии», — уверен Антон Котин.
Аспирант ТУСУРа сотрудничает с компанией «Кристалл-Т», которая производит кристаллы, — благодаря этому у молодого ученого есть доступ к материалам и оборудованию для экспериментов. Представители компании подтверждают: спрос на покрытия высокой лучевой стойкости на рынке есть, тем более что цена таких кристаллов не превысит стоимости стандартных.
— Став победителем программы «УМНИК», Антон Котин получит на реализацию проекта 400 тысяч рублей на два года, которые, надеюсь, станут весьма существенным «катализатором», позволяющим кратно сократить время разработки технологии и освоению ее ООО «Кристалл-Т», резиденту ОЭЗ ТВТ Томск, единственному поставщику таких кристаллов в России, — комментирует этот проект представитель Фонда содействия инновациям Григорий Казьмин.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Ученые Национального исследовательского Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают комплекс методик и аппаратно-программных средств мониторинга примесей в природных водных объектах, необходимый для исследований в области океанологии, гидробиологии, рыбного хозяйства, экологии.
«Мы хотим создать погружаемый измерительный комплекс под самые разные задачи. Например, рыбакам нужна простая и дешевая конструкция, чтобы быстро определить содержание планктона в воде, а биологам и экологам требуются более сложные функции, с идентификацией, визуализацией отдельных особей, анализом поведенческих реакций. Мы разрабатываем экспериментальный образец, на котором отработаем разные режимы, потом на его основе можно будет конструировать оборудование различного функционального назначения для конкретного заказчика», — сообщил проректор ТГУ Виктор Демин.
Комплекс с набором датчиков и устройств позволит изучать электрофизические и оптические характеристики водной среды, определять содержание растворенных и взвешенных частиц, степень загрязнения, наличие и характеристики планктона, условия жизнедеятельности водных организмов. Микроволновые методы, используемые в комплексе, позволяют из исследования диэлектрической проницаемости природных водных объектов определять содержащиеся в них растворенные примеси, концентрацию данных примесей и степень загрязнения акватории. Голографические методы позволяют бесконтактно зарегистрировать и восстановить изображение объёма среды, содержащей частицы, и в восстановленном изображении определить размеры (от десятков микрометров до миллиметров), форму, ориентацию и пространственное положение каждой частицы, а также создавать видео, наблюдать и реконструировать трехмерные траектории частиц.
«Комплекс можно буксировать за судном или зафиксировать, как буй. При этом трос выполняет функцию энергетического и коммуникационного канала: камера находится под водой, а вся информация поступает на компьютер на борту, с него же осуществляется управление», — говорит Виктор Демин.
Над проектом работают сотрудники лаборатории «Радиофизические и оптические методы изучения окружающей среды» ТГУ, которая входит в центр превосходства «Биота, климат, ландшафт» («БиоКлимЛанд»), а также учебно-научной лаборатории «Оптическая обработка информации» и Центра радиоизмерений радиофизического факультета ТГУ. Индустриальным партнером выступает «Концерн Моринформсистема-АГАТ» (Москва).
Разработка ведется в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Завершить работы планируется в 2016 году, после чего будет решаться вопрос о серийном производстве на базе опытного образца.
По информации представителя ТГУ, в аппаратно-программном комплексе заинтересованы Институт океанологии РАН, ФГУП «ВНИРО», Лимнологический институт СО РАН, Институт биологии моря ДВО РАН и другие организации. Кроме того, методики могут использоваться для изучения водных объектов в рамках основного направления центра «БиоКлимЛанд» — комплексных арктических и субарктических исследований.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Ученые Научно-исследовательского института автоматики и электромеханики Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (НИИ АЭМ ТУСУР) разработали системы электропитания для телеуправляемых необитаемых подводных комплексов, не имеющие аналогов по мощности и массогабаритным характеристикам.
«Это первая в России система электропитания такой большой мощности — до 60 киловатт, с передачей энергии на глубину до 6000 метров — предельное значение для известных глубин океанов и морей», — сообщил заместитель директора НИИ АЭМ ТУСУР Виктор Рулевский.
Специалисты НИИ АЭМ ТУСУР разработали три системы мощностью 10, 21,5 и 60 киловатт. Системы сконструированы по модульному принципу, такой подход позволяет реализовать систему требуемой мощности путем добавления или исключения отдельных модулей системы. Система электропитания телеуправляемого необитаемого подводного аппарата условно состоит из бортовой и подводной частей, бортовая часть системы расположена на борту корабля, а подводная часть на борту подводного аппарата. Управление системой может осуществляется, как дистанционно с пульта дистанционного управления, так и автономно со встроенного сенсорного монитора.
Главным новшеством томских разработчиков является реализация принципа горячего резервирования. Раньше, если система выходил из строя, для ремонта необходимо было полностью отключить устройство от питающей сети, теряя при этом управление подводным аппаратом, что крайне недопустимо при работе на больших глубинах.
«Чтобы избежать дорогостоящих потерь, мы предусмотрели возможность замены неисправного блока «на ходу», без отключения всей системы, — говорит Виктор Рулевский. — На сенсорном мониторе отображаются все текущие технические параметры системы электропитания, в том числе и сигналы аварийных режимов работы. В случае выхода из строя элемента или блока системы и возникновения аварийного режима работы, на мониторе управления загорается красный транспарант, оператор производит замену неисправного блока на запасной. Общая мощность потребления в этот момент распределяется на оставшиеся рабочие блоки, которые способны кратковременно работать с перегрузками».
Телеуправляемый подводный комплекс и соответственно система электропитания входящая в его состав мощностью 21,5 киловатта уже прошел государственные испытания и принят как штатное оборудование на научно-исследовательское судно «Селигер». Конечные государственные испытания еще двух систем начнутся в октябре 2015 года.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Кто запретил продавать за рубеж томские кристаллы, которые стоят дороже золота
За один кубический миллиметр 15 долларов. Несколько десятков тысяч долларов за один слиток… Изделия ООО «Лаборатория оптических кристаллов» стоят дороже золота, но у зарубежных партнеров всегда был на них спрос – аналоги есть только в Америке, но там они в три раза дороже. В начале 2014 года соотношение продаж в компании на внешнем и внутреннем рынке было 60 к 40, но к осени – из-за введения санкций и антисанкций – за рубеж стало уходить лишь 20% продукции. А к 2015 году этот ручеек пересох вовсе: оптические кристаллы вошли в список товаров и технологий двойного назначения, которые «могут быть использованы при создании вооружений и военной техники и в отношении которых осуществляется экспортный контроль». Закавыка в том, что у томского ноу-хау вообще нет нападающего потенциала. Если его и можно применить в оборонке, так только для защиты самолетов от переносных ракетниц – традиционного оружия террористов.
Всевидящее око
Производство оптических кристаллов для твердотельных лазеров находится на базе Томского приборного завода. Оно занимает четыре этажа – по 500 «квадратов» каждый. Поэтапно открывалось с 2010 года и стоило около 20 млн рублей. А до этого было больше десяти лет труда двух томских физиков – Александра Грибенюкова и Виктора Гинсара. Простыми словами суть их ноу-хау можно объяснить следующим образом. Лазеры имеют определенную длину волны. Как, допустим, свет от обычной электрической лампочки. Если искусственно поменять длину волны, то можно создать массу приборов с новыми свойствами. Это как если обычный свет пропустить через ультрафиолетовый фильтр и использовать, скажем, для определения подлинности денежных купюр. Томичи как раз и придумали такой преобразователь для лазера: оптический кристалл перестраивает луч на нужную частоту. Есть даже отдельная отрасль науки – фотоника, изучающая использование светового излучения в различных оптических элементах и устройствах.
– Эти устройства могут совершить революцию в самых разных областях! – директор «Лаборатории оптических кристаллов» (ЛОК) Дмитрий Сафьянов явно воодушевлен. – Берем функцию мониторинга природных и промышленных объектов. Представьте, что есть некий прибор, который устанавливается на вертолет и во время облета сканирует лазером поверхность земли для обнаружения утечек в нефте- и газопроводах. Наш кристалл, дающий нужную для сканирования длину волн, является базовым элементом этой системы. Или, например, неинвазивная диагностика в медицине: человек выдыхает воздух в специальную кювету, и она исследуется с помощью оптической системы, в основе которой также наш кристалл. В инфракрасном диапазоне можно обнаружить следы заболеваний на ранних стадиях – рака, сахарного диабета и т.д. Критически важной можно назвать и технологию поиска людей под завалами: лазер точно определит место, где искать оставшихся в живых.
Ракета сходит с ума
Всех этих чудесных приборов пока не существует, но десятки лабораторий по всему миру стараются приблизить их появление. Без преобразователя, помогающего получить качественно новые виды излучения, исследования в этой области невозможны. Поэтому именно научные организации покупали продукцию «Лаборатории оптических кристаллов». Из Томска заказы уходили в Западную Европу, Японию, Китай. Годовая выручка компании составляла 20–25 млн рублей.
– Системы и приборы на базе таких источников за пределы лабораторной практики вышли только в США – оптические кристаллы стали основной для систем антитеррористического характера, – поясняет Дмитрий Сафьянов. – Смысл их в том, что на самолет устанавливается специальное устройство, которое может выдавать тепловые помехи, и ракета с наведением по теплу теряет цель. Можно сказать, сходит с ума…
Особенно это актуально для авиатранспорта, работающего в зонах военных конфликтов на Ближнем Востоке. Ведь переносные зенитки особенно любят террористы: положил на плечо, бабахнул вслед улетающему лайнеру, и привет… По американским данным, с начала 1970-х годов огнем ПЗРК поражено около 40 гражданских самолетов и вертолетов, при этом погибло более 1 тыс. человек. Не удивительно, что в США продажа систем, сводящих ракеты с ума, стала крупным рынком с годовым объемом около 2 млрд долларов. В России такие технологии пока разрабатываются – на базе специализированного самарского НИИ «Экран». Кристаллы Самара закупает у томичей, потому что в мире, собственно говоря, есть всего два производства – в американском Нью-Джерси и в Томске. Кстати, наше изделие при аналогичном качестве примерно в три раза дешевле.
– Но кто-то умный в Москве, кто именно, я не знаю, решил, что наш товар имеет двойное назначение, то есть может использоваться и в мирных, и в военных целях. Хотя вообще-то между понятиями «оборона» и «нападение» есть огромная разница! Наши кристаллы никак не могут быть использованы для создания оружия по причине очень малой мощности, – говорит Дмитрий Сафьянов.
Убить можно и лопатой
История начала развиваться в октябре 2014 года, когда в действие вступила новая редакция указа Президента РФ от 17.12.2011 №1661 «Об утверждении Списка товаров и технологий двойного назначения, которые могут быть использованы при создании вооружений и военной техники и в отношении которых осуществляется экспортный контроль». В нее вошли новые пункты, касающиеся нелинейно-оптических материалов.
– Экспортировать теоретически мы могли, но для этого нужно было получить специальную лицензию. Мы отправили документы и полгода ждали ответа. Потом пришел отказ. Формулировка нас, мягко говоря, удивила, – Сафьянов разворачивает документ от Федеральной службы по техническому и экспортному контролю РФ.
В письме, датированном июлем этого года, сказано: «По результатам проведения государственной экспертизы установлены значительные риски использования указанной продукции для производства (ремонта) вооружения и военной техники, а также несанкционированного реэкспорта ее в третьи страны, в том числе на Украину. (…) Вашей организации отказано в выдаче лицензии для поставки в Литву» (запрос «ЛОК» касался возможности сделки с литовской компанией Optolita UAB. – Прим. авт.).
– Конечно, это вряд ли сознательная диверсия: мне кажется, нас просто подмахнули в общий список, не особо вникая в детали, – считает Дмитрий. – Это, знаете, как с лопатой: теоретически ее можно рассматривать как оружие, потому что ею можно убить. Но вообще-то чаще всего люди копают ею землю. А что получилось в итоге… В какой-то момент мы можем просто потерять уникальную томскую технологию, конкурентоспособную на мировом рынке. Потому что поставки внутри страны могут стать для нас недостаточными: спрос российских научных лабораторий ограничен, для опытов им требуется всего несколько граммов изделия. Кроме того, работа с бюджетными организациями – это определенный риск: в этом году мы получили деньги по контрактам прошлого года только в мае, потому что так устроен бюджетный процесс. Пока был экспорт, мы выравнивали этот кассовый разрыв, и он не так бил по экономике предприятия, но сейчас сохранение коллектива из 30 человек находится под угрозой: люди не могут получать зарплату раз в полгода… Есть вариант развивать на нашей базе производство конечных приборов для медицины, косметологии, неразрушающего контроля и так далее, но для этого необходимо 20–30 млн рублей инвестиций и два-три года на разработку, в течении которых тоже нужно как-то продержаться на плаву.
К поиску консенсуса с федеральными органами власти подключились томский и федеральный бизнес-омбудсмены, о проблеме уже осведомлены региональная торгово-промышленная палата, профильные заместители губернатора Томской области. «Томские новости» будут следить за развитием ситуации.
Кристаллы ZGP (соединение цинка, германия и фосфора) используются для получения лазерного излучения редких спектральных диапазонов: среднего инфракрасного и субмиллиметрового (терагерцевого). Раньше создание твердотельных лазеров с такими параметрами считалось невозможным. Полный цикл производства одного слитка кристаллов занимает почти два месяца. Материалы синтезируются в готовое соединение при температуре свыше 1000 °C
ЦИФРА
Емкость мирового рынка оптических приборов в ближайшие годы может достигнуть 50 млрд долларов.
Ученые Томского государственного университета (ТГУ) и Северного (Арктического) федерального университета (г. Архангельск) разрабатывают импортозамещающие добавки для производства бумаги.
«Мы разрабатываем реагент на основе глиоксаля, который улучшает прочностные характеристики бумаги, — пояснила научный сотрудник лаборатории каталитических исследований ТГУ Дарья Мартынова. — В Архангельске функционирует инновационно-технологический центр «Современные технологии переработки биоресурсов Севера», ведущий активную научно-исследовательскую деятельность в области производства, совместно с коллегами из Архангельска мы подбираем оптимальные условия применения полученных в нашей лаборатории реагентов».
Разрабатываемые реагенты подходят для различных сортов и видов бумаги. Поскольку требования к каждой группе продукции свои, исследователи подбирают подходящие концентрации веществ, условия их введения, получают на основе разработанных композиций образцы бумаги и измеряют их физико-механические показатели.
«Для тарного картона, например, очень важно сохранение прочности продукции после попадания влаги. Мы уже изучали физико-механические характеристики образцов бумаги в условиях повышенной влажности, и наша добавка показала хорошие результаты — реагент действительно упрочняет бумагу», — рассказала Дарья Мартынова.
Результатом исследований станет методика добавления модификатора в целлюлозную массу. О готовности внедрять реагент сообщили компании «Пермский картон» (ПЦБК), Mondi, а также предприятие города Коммунар — центра целлюлозно-бумажной промышленности.
«Импортные реагенты сильно подорожали, в России их выпускают в недостаточном количестве, и это серьезная проблема для производителей бумаги, — говорит Дарья Мартынова. — Поэтому мы стараемся разработать методики, которые уже в ближайший год могут быть успешно применены на производстве».
После завершения проекта ученые планируют заняться разработкой добавок для других видов сырья и продукции целлюлозно-бумажной промышленности.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
В Институте неразрушающего контроля Томского политехнического университета (ТПУ) разработана новая линейка ультразвуковых толщиномеров с улучшенными характеристиками.
Приборы позволяют измерить остаточную толщину стенок изделий без нарушения их целостности и применяются в нефтегазовой, химической, судоремонтной промышленностях, в энергетике и в строительстве.
«Измерения толщины нужны для обеспечения надежности конструкций и экономии ресурсов, — объясняет разработчик Владимир Грошев. — Например, у трубы нефтепровода для обеспечения надежности и безопасности стенки должны быть определенной толщины. Простое решение — это когда устанавливают срок эксплуатации трубы, скажем, в десять лет, а потом просто ее меняют. Но это дорого, а многие трубы к этому времени еще не изнашиваются: толщиномер как раз позволяет точно диагностировать их состояние».
Чтобы измерить толщину или увидеть дефекты внутри металла толщиномеры серии ТАУ используют ультразвук. Для этого используются так называемые раздельно-совмещенные датчики, в которых объединены и излучатель ультразвука, и его приемник. Излучающая секция датчика возбуждает ультразвук в изделии, а приемная — принимает отраженные сигналы от задней стенки изделия или от дефектов. Толщина изделия определяется по задержке времени между моментом излучения и моментом приема отраженного сигнала.
Толщиномеры серии ТАУ нового поколения обладают целым рядом преимуществ по сравнению с ранее выпускавшимися – в том числе, повышенной чувствительностью и устойчивостью к помехам, более высокой достоверностью результатов измерения, а также увеличенным ресурсом работоспособности. Они проще в использовании и, в отличие от предыдущего поколения, могут использоваться для измерения толщины алюминия — а значит, могут применяться для неразрушающего контроля в авиации.
«Толщиномеры нового поколения позволяют оценивать остаточную толщину изделий практически без зачистки корродированной поверхности и осуществлять ультразвуковой контроль таких сложных материалов, как чугун, толстостенные полипропиленовые трубы, резина», — говорит разработчик.
Владимиру Грошеву удалось создать толщиномер с наименьшим измерительным значением в полмиллиметра, что также является важным новшеством.
«Я начал заниматься этими приборами в 90-х годах: к нам тогда пришел человек, который искал хороший толщиномер (хорошие приборы в это время были редкостью), и купил наш аппарат, который являлся прототипом, а даже не готовым изделием, за 600 долларов, — рассказал ученый. – Фактически эта покупка на многие годы определила направление моей деятельности. Однако, кроме этого мы занимаемся и другими методами толщинометрии — если потребуется, я могу разработать приборы и под другие виды контроля».
Цена наиболее популярной модели из серии ТАУ – ТАУ326, которая производится в Томске, составляет порядка 20 тысяч рублей — это меньше, чем у конкурентов из Москвы, Петербурга, Чехии, Японии, Германии, США при параметрах, не уступающих конкурентам.
В настоящее время в организации, занимающиеся контролем и диагностикой промышленного оборудования, поставлено около тысячи толщиномеров серии ТАУ — в основном в нефтедобывающие районы Томской области, ХМАО, европейскую часть России. Часть приборов также продана на Дальний Восток и в Казахстан.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Томская инжиниринговая компания ENS-group разработала автоматическую систему загрузки пеллет в котлы отопления.
Обычно частные дома отапливают углем, дровами или газом. Однако газ есть не везде, а уголь и дрова необходимо периодически подавать в топку котла, для этого нужно постоянное присутствие человека. Альтернативное топливо, которое получает все более широкое распространение, — пеллеты (спрессованные под высоким давлением древесные опилки). Они горят медленно, выделяя жар, и имеют высокий коэффициент теплоотдачи.
«К нам обратилась красноярская фирма, которая выпускает пеллеты, с просьбой разработать способ автоматической подачи этого материала в расходный бункер котла и систему транспортировки — чтобы доставлять клиентам топливо не в мешках, а в специально оборудованной машине», — рассказал руководитель отдела маркетинга ENS-group Владимир Энс.
Инженеры компании собрали установку транспортировки на базе автомобиля с фургоном. Пневматическая система через шланг «всасывает» внутрь до 2х тонн материала, затем пеллеты доставляются заказчику и выгружаются (выдуваются) в бункер котла.
«Машина способна перекачать заказчику топливо за 30-35 минут с расстояния до 30 метров — это важно, когда нет возможности подъехать к дому вплотную. На выходе пневмоподачи стоят фильтры, поэтому пыли вокруг нет», — уточнил Владимир Энс.
Накопительный бункер с пеллетами соединяется с бункером котла трубопроводом. Как только уровень топлива в зоне горения падает до заданного минимума, включается система подачи. Подаются пеллеты до нужного объема, и система выключается.
«Установка упрощает процесс отопления дома: не надо беспокоиться, кого оставить в доме на время вашего возможного отъезда на несколько дней, и не переживать, что дом замерзнет. Отпадает необходимость выполнять совсем уж малоприятную работу по заготовке дров, угля. Система работает автоматически и не требует дополнительного контроля», — говорит представитель ENS-group.
На разработку и изготовление установки компании понадобилось около четырёх месяцев. За это время был разработан принцип функционирования установки и доставки пеллет, изготовлены экспериментальные и рабочие образцы установок, а так же проведены многократные испытания у клиентов.
Как сообщили в компании, в настоящий момент системы успешно прошли все испытания, получен заказ на их дальнейший выпуск. В России такие машины больше никто не делает, западные аналоги притом же функционале стоят намного дороже.
Компания ENS-group занимается промышленным инжинирингом и специализируется на технологиях работы с мелкодисперсными и гранулированными материалами. Предприятие разрабатывает системы пневмотранспорта, механического транспортирования, обеспыливания процессов перевалки и смешивания, установки для содействия движению материала (аэрация).
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Магистрант ТУСУРа Виталий Охотников получил поддержку программы УМНИК для разработки высокотехнологичных теплоотводов из поликристаллического алмаза для силовой электроники.
«В современном мире электронные приборы становятся миниатюрнее, а мощность их повышается: при работе выделяется тепло, которое необходимо эффективно отводить. Алмазные пленки могут служить эффективным теплоотводом в силу своих высоких характеристик, но сейчас их использование ограничено из-за нетехнологичности и высокой стоимости их изготовления и применения. Мы хотим решить эту проблему», — рассказал молодой ученый.
Для выращивания исследуемых алмазных пленок используется технология «горячих нитей»: натянутые на стержни нити из вольфрама помещаются в атмосферу метана и водорода при низком давлении и нагреваются, за счет пропуска тока через них, вследствие чего происходит активация газа и осаждения алмазной пленки.
Цель исследования — разработать эффективные и технологичные теплоотводы, способные удовлетворять всем нуждам современной силовой электроники и производства.
«Адгезионные свойства таких плёнок являются острой проблемой — при осаждении пленки возникают пузырьки и трещины, что ухудшает эффективность теплоотвода. Есть несколько идей, как с этим бороться: шлифовка, разные методы нанесения и режимы формирования алмазной пленки. Мы планируем получить пленку теплопроводностью в два-три раза больше, чем у общепринятых аналогов из меди и сапфировой керамики», — говорит Виталий Охотников.
Магистрант ТУСУРа проводит исследование совместно с ТПУ и компанией «Промгеотехнология», заинтересованной в получении технологичного импортозамещающего материала, который может использоваться, в том числе, в военно-промышленном комплексе.
В этом году Виталий стал победителем конкурса УМНИК Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, получив поддержку в 400 тысяч рублей.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Новосибирский инженер сделал дорожные знаки с движущимся изображением.
Как рассказал автор разработки, инженер Алексей Ильтяков, прототип анимированного дисплея он доделал неделю назад. Для его создания он применил технологию анимирования напечатанных изображений — картинка движется, как в мультике.
«Там два или три кадра, такая примитивная анимация. Если применительно к дорожным знакам: человечек на пешеходном переходе будет имитировать движения, поворачивать голову или подмигивать, т.е. делать какие-то примитивные действия», — пояснил Алексей.
По его словам, экраны работают по принципу электронных книг: свет падает на изображение, отражается, и мы видим отраженный свет. «Так как технология основана на краске, эту картинку очень хорошо видно на солнце, и она очень мало потребляет энергии», — поясняет разработчик и добавляет, что для работы знаку хватит солнечной батареи.
Алексей Ильтяков планирует применить свою разработку в создании анимированных дорожных знаков, а также наружной рекламы. Сейчас он ведет переговоры о развитии технологии с департаментом промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии. Разработчик надеется, что ему удастся получить заказ на устройство таких знаков около школ.
Аппарат с электродами из пористой керамики с наночастицами серебра, который разрабатывают в Томске, сможет обнаружить заболевания сердца на ранней стадии, недоступной для диагностики существующими методами.
Главная идея томских исследователей — разработать аппаратуру высокого разрешения для ранней диагностики состояния сердца человека в первичном медицинском звене – в поликлиниках, где проходит основной поток пациентов. Цена такого оборудования должна быть приемлемой для приобретения медицинскими учреждениями и населением.
«Чтобы обнаружить болезнь на ранней стадии, необходимо измерять микропотенциалы сердца в реальном времени без фильтрующих звеньев, для этого нижняя граница прибора должна быть очень маленькой, — объясняет руководитель проекта, заведующая лабораторией Томского политехнического университета Диана Авдеева. — Мы добились разрешения от 300 нановольт и сможем увидеть электрофизиологические шумы сердца, которые обычная кардиограмма не отражает из-за низкой разрешающей способности аппаратуры. Экспертиза признала мировую новизну нашего метода».
В приборе использованы слабополяризующиеся хлорсеребряные электроды, которые Диана Авдеева разработала и вывела на рынок в 1991-ом году. Такие электроды имеют слабые собственные шумы, поэтому способны точно улавливать малейшие изменения в работе сердца. Датчики для прибора сделаны на основе пористой керамики с включением наночастиц серебра, устанавливаются на груди пациента и с помощью кабеля отведений соединяются с электрокардиографическим аппаратно-программным комплексом.
«Хлорсеребряные электроды послужили основой, а нанотехнологии помогли развить разработку. Если в будущем появится возможность манипулировать с меньшими частицами, последует новая ступень развития», — говорит Диана Авдеева.
Группа из 35 исследователей, работающих над прибором, включает ученых Томского политехнического университета, новосибирского Института химии твердого тела и механохимии и томского НИИ кардиологии. Индустриальным партнером выступает НПО «Экран» (Москва). В 2014 году проект получил грант в рамках федеральной целевой программы в размере 45 миллионов рублей. По плану, он должен быть завершен в течение восьми лет, однако разработчики и индустриальный партнер намерены запустить серийное производство прибора раньше.
«Мы выиграли грант на решение конкретной проблемы — обеспечить поликлиники и больницы России аппаратурой для раннего обнаружения признаков заболеваний сердца. При этом прибор должен быть не дороже тех, которые используются сейчас», — отметила руководитель проекта.
По словам Дианы Авдеевой, планируется, что будет выпущен аналогичный прибор для домашнего использования, а также портативные аппараты для спортсменов и модели, способные в экстренной ситуации дать команду на мобильный телефон для передачи сообщения в скорую помощь. В перспективе наносенсоры позволят следить за мозгом и диагностировать психоэмоциональное состояние человека.
Сейчас разработка проходит стадию испытаний. Наносенсоры уже подтвердили требуемые параметры, а электрокардиографический аппаратно-программный комплекс начнут тестировать в конце текущего года.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Хочешь защитить свою оригинальную разработку – оформляй ее в Роспатенте
Все возрастающий рынок патентных споров преподносит профессиональному сообществу, порой, такие решения судов, что адвокаты и патентные поверенные просто не в силах найти им объяснения. Твердая политика Суда по интеллектуальным правам, о чем свидетельствует новостная лента ресурса «s-tm», иногда проявляется совершенно противоречивыми вердиктами по делам, имеющим почти одинаковую предысторию. В мае 2015 СИП рассмотрел 2 кассационные жалобы от ООО «Валмакс» — производителя мебельной фурнитуры в Челябинской области. Хоть суть спора, как и доказательная база, были практически одинаковы, СИП вынес 2 совершенно разных решения.
Как у южноуральцев украли оригинальный дизайн мебельной фурнитуры
В 2004 южноуральское ООО «Валмакс» разработало и внедрило в производство мебельную фурнитуру оригинального дизайна. Через определенное время стало известно, что точно такие же изделия начали выпускать на смоленской фабрике «Алди» и в пензенском «Контакте». Попытка оспорить правомерность использования чужой разработки в арбитражах завершилась неудачно, поскольку суды двух инстанции отказались рассматривать дизайн мебельной фурнитуры как объект именно авторского права, отнеся его к патентной сфере. Поскольку «Валмакс» своевременно не озаботился оформлением своей разработки в Роспатенте, то и предъявлять претензии он не мог. Представленные на заседания арбитражных судов эскизы художника, находящегося в штате «Валмакс», приказы руководителя о проведении разработки и внедрении в производство, не были отнесены к заслуживающим внимания доказательствам. После рассмотрения поданных в СИП кассаций, дело о споре с «Алди» было возвращено на рассмотрение в арбитраж, а в удовлетворении жалобы относительно пензенского производителя было отказано. Примечательно, что первое дело СИП рассматривал с точки зрения авторского права, что указано в вердикте, а второе – руководствуясь нормами патентного права. Естественно, что возвращенный на повторное рассмотрение патентный спор арбитражем вновь был рассмотрен с точки зрения патентного права, поскольку уже существовал юридический прецедент в виде решения СИП по аналогичному делу. Все, южноуральская компания не смогла отстоять свои права.
Как защитить свою разработку?
Единственным выходом для ответственного производителя является своевременное оформление собственных разработок, тем более таких, которые смогли завоевать лояльность потребителя. Несомненно, это требует дополнительных затрат, но обходится дешевле чем действия конкурентов, длительные и безуспешные судебные разбирательства. Тем более, что привилегии у владельца интеллектуальной собственности наступают с момента подачи заявки в Роспатент.
Более тысячи организаций в России и странах СНГ используют систему IndorCAD томской компании «ИндорСофт» для выполнения проектов нового строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог и городских улиц.
Система предоставляет возможность выполнить полный цикл работ по проектированию дороги, начиная с ввода данных геодезических и геологических изысканий и заканчивая формированием документации.
«Это не просто графический редактор: система автоматически проверяет массу ГОСТов, соответствие объекта требованиям действующих нормативов, показывает, сколько дорога прослужит, насколько она будет устойчива к переменам климата, и так далее», — подчеркнул коммерческий директор ООО «ИндорСофт» Виктор Дмитриенко.
Работа в программе начинается с построения цифровой модели проектируемой дороги. Затем прокладывается ось будущей трассы, виражи, определяется ширина дороги, конструкция полотна, выполняются расчеты устойчивости. Система рассчитывает, какую нужно сделать насыпь, сколько понадобится грунта, а также «расставляет» знаки и ограждения, «наносит» разметку и даже считает, сколько на это уйдет краски. В результате инженер может посмотреть в программе 3D-видео проектируемой дороги, распечатать или сохранить в электронном виде чертежи и документы.
«Мы первыми среди конкурентов встроили в программу полный подробный расчет конструкции автомобильной дороги, со всеми формулами и ссылками на нормативную документацию», — отмечает Виктор Дмитриенко.
По словам представителя «ИндорСофт», компания примерно в равных долях делит рынок с двумя фирмами из Санкт-Петербурга и Минска. При этом IndorCAD, в отличие от аналогов, объединяет все функции в одном программном продукте и, по отзывам пользователей, обладает более понятным интерфейсом. Кроме того, томская компания предоставляет клиентам возможность пройти дистанционное обучение работе с программой с выдачей сертификата.
«Мы активно сотрудничаем с университетами, которые учат дорожников, в Москве, Ростове-на-Дону, Казани, Томске и других городах — предоставляем им программу, учебники, методички, обновления», — добавил Виктор Дмитриенко.
В настоящее время клиенты «ИндорСофт» пользуются девятой версией программы, которая регулярно обновляется. Следующую, десятую, версию IndorCAD разработчики планируют выпустить через два года.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Томские инженеры и программисты в центре молодежного инновационного творчества «Дружба» создают танки-роботы для стратегической игры.
«Мы переносим механику компьютерных стратегических игр на реальных роботов, — рассказал один из разработчиков Роман Трофимов. — Играть можно будет в обыкновенной квартире: задача человека — собрать для робота алгоритм из простых задач (движение вперед, назад и т.п.), меняя его в зависимости от ситуации на поле боя. Цель игры — уничтожить базу или роботов соперника».
Для игры разрабатываются три вида машин: робот-танк (ездит и стреляет), робот-разведчик (составляет карту местности) и робот-строитель (с помощью манипулятора собирает ресурсы — условно материю и энергию). У каждого участника должно быть по три таких робота, которыми он управляет через компьютер.
«Это не игрушка на радиоуправлении, а необычное хобби для целой компании, которая собирается и играет. Алгоритмы для управления все время нужно будет улучшать, поэтому перед игрой человек станет готовиться, думать, как победить соперника. Это должно быть увлекательно», — объясняет Роман Трофимов.
Сами танки построены на несложной электронике: несколько двигателей, микроконтроллер, набор датчиков. Сейчас авторы создали 3D-модели и занимаются сборкой первых роботов. В проекте участвуют два программиста и два инженера — завершить работу над базовыми аппаратами и ПО они планируют в начале следующего года. В дальнейшем линейка игровых роботов и их функциональные возможности будут расширяться.
«Стратегические компьютерные игры пользуются популярностью, а здесь новизной станет возможность живого общения», — добавляет Роман Трофимов.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Победитель программы Фонда содействия инновациям, аспирант Томского политехнического университета (ТПУ) Алексей Разин разрабатывает лазерную систему пиротехнического инициирования для космических аппаратов.
«Пиротехнические устройства предназначены для быстрого и надежного рассоединения элементов систем посредством инициированного взрыва, — пояснил Алексей Разин. — В космических аппаратах пироавтоматика применяется при старте ракеты, отстыковке ступеней, для запуска двигателей, раскрытия солнечных батарей и во многих других случаях».
Обычно в вышеописанных системах используется электрический взрыватель. Молодой ученый предлагает воздействовать на взрывчатое вещество короткими лазерными пучками: по сравнению с традиционными способами такое инициирование получается очень быстрым — задержки инициирования составляют сотни микросекунд. Кроме того, использование лазера обеспечивает безопасность при настройке и монтаже системы, синхронность срабатывания нескольких элементов, снижение массы оборудования, помехозащищенность.
«Электрические системы боятся электромагнитной наводки — любой статический заряд может спровоцировать несанкционированное срабатывание пироавтоматики. Энергия лазера передается по оптическому каналу, на который никакая помеха не наводится», — уточнил Алексей Разин.
В разработке инженер ТПУ использует низкочувствительные взрывчатые вещества — они нечувствительны к механическим ударам и трению, но хорошо реагируют даже на небольшой поток лазерного излучения. В этом году молодой ученый получил грант программы «УМНИК» в размере 400 тысяч рублей — это позволит ему доработать конструкторскую документацию, купить комплектующие, провести исследования стойкости оптического волокна, собрать опытно-конструкторский макет.
«В космосе раскрываются главные преимущества нашей системы, поэтому в планах участвовать в космическом эксперименте борту МКС, а затем с учетом полученных данных усовершенствовать конструкцию устройства для инициирования пироболтов и другой автоматики», — говорит Алексей Разин.
Помимо космической отрасли, подобные устройства могут применяться в различных автоматических аварийных системах — например, для катапультирования пилота самолета во внештатной ситуации. Лазерная технология дает преимущества и в горных работах, так как исключает риск возникновения искр, которые в условиях высокой концентрации угольной пыли в шахте могут привести к взрыву. Экспериментальная оптическая система уже сейчас показывает меньшее время срабатывания, чем аналогичные устройства.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области
Томские ученые придумали, как получать больше энергии из биоотходов
Разработчики НИИ биологии и биофизики ТГУ предложили новую технологию переработки органических отходов в биогаз, способный дать до 20% энергобаланса страны.
Традиционная биогазовая технология подразумевает брожение биомассы с выделением газов (в основном это метан и углекислый газ) с небольшими примесями сероводорода. Метан можно превращать в электроэнергию или в топливо для автомобилей. Однако в классической технологии, которая используется уже несколько веков, выход метана составляет не более 70%, в дальнейшем требуется доочистка газа. Ученые ТГУ нашли способ усовершенствовать технологию. С помощью электроактивации скорость брожения биомассы увеличилась в три раза.
– Нам удалось добиться того, что содержание углекислого газа на выходе управляемо стремится к нулю. То есть в результате процесса брожения мы получаем уже не смесь газов, а почти чистый биометан, – поясняет сотрудник НИИ ББ Александр Яговкин.
По мнению специалистов, у усовершенствованной технологии очень большой потенциал.
– Свинокомплекс «Томский» ежедневно производит 2 тыс. тонн отходов. Это большая экологическая проблема. Но если их перерабатывать в биометан, то можно получить в два раза больше электроэнергии, чем требуется предприятию, – говорит один из авторов проекта Алексей Коледов.
Разработку томских ученых высоко оценили за рубежом. К примеру, идеей заинтересовалась крупная европейская компания, построившая более 10% биогазовых станций в Германии.
Производство биогаза поможет решить не только энергетический, но и ряд экологических вопросов: в частности, попадая в атмосферу, метан ведет к глобальному потеплению.
Технология может найти широкое применение в РФ, так как позволит сократить сроки окупаемости биогазовых станций. Сейчас ученые выходят на стадию создания полупромышленной установки.
