Без микроскопа
Каждый автомобилист сталкивался с навязчивой рекламой присадок в моторное масло. Многие производители автохимии обещают чуть ли не капитальный ремонт двигателя с одной дозы препарата. Однако не все добавки одинаково полезны, притом что сами «чудодейственные» присадки стоят порой не дешево.
Добавление примесей неизвестной природы может повлечь изменение химической формулы масла вплоть до его непригодности к использованию в двигателе и привести к катастрофическим последствиям. Молодому волгоградскому ученому удалось разработать адаптивный состав присадки, за счет которой использования моторное масло не «старится» в течение длительного срока эксплуатации и потребность в его замене сокращается в несколько раз.
Аспирант ВолГУ Ирина Архарова вместе со своим научным руководителем профессором Ириной Запороцковой нашли оптимальное решение модифицирующей добавки в горюче-смазочные материалы на основе углеродных нанотрубок.
– В процессе длительной работы масел происходит его так называемое старение, – рассказывает Ирина Архарова. – Все это обусловлено тем, что у масла увеличивается вязкость, ухудшается окислительная стабильность, появляется щелочность – целый комплекс параметров, которые впоследствии приводят к порче механизмов. Необходимо менять масло через определенное количество пройденных километров. Углеродные нанотрубки в корне меняют ситуацию.
Экономия в грамме
Цилиндрические структуры, уменьшенные в миллиард раз, выглядят как обычный графитовый порошок. Для того чтобы «продлить жизнь» моторного масла, требуется совсем минимальный объем. Так, на 3,5 л полусинтетического масла для 8-клапанного «движка» отечественного ВАЗа вполне достаточно будет 35 г порошка углеродных нанотрубок. Этого количества хватит на более чем 10 тысяч километров пробега автомобиля – потребность в частой замене масла сокращается в несколько раз.
Соответственно экономятся деньги. Да и стоимость самой наноприсадки не высока.
– На сегодняшний день существует большое количество модифицирующих добавок, – рассказывает директор института приоритетных технологий ВолГУ профессор Ирина Запороцкова. – Но ни одна из них не использует углеродные нанотрубки, которые во всем мире известны своими уникальными сорбционными характеристиками. Они впитывают все вредные компоненты, образующиеся в процессе эксплуатации масла и превращают в осадок. Благодаря этому масло может работать в течение длительного срока, не теряя первоначальных эксплуатационных свойств.
Присадка уникальна, так как подобных наносорбентов на сегодняшний день не производится. Разработка наверняка заинтересует не только рачительных автолюбителей, но и работников промышленных предприятий, использующих крупнотоннажное технологическое оборудование. Для них замена масла в механизмах сложной структуры – настоящая головная боль. Разработка волгоградских ученых позволит свести ряд возникающих проблем к минимуму.
Микрон на заработках
Темой использования углеродных нанотрубок в ГСМ молодой волгоградский ученый Ирина Архарова начала заниматься будучи еще студенткой.
– Нанотехнологии сами по себе – весьма перспективное направление в современной науке и технике, – отмечает молодой ученый. – Я поняла это, еще учась в лицее. Моими любимыми дисциплинами были математика, физика и химия. Поэтому еще со школьной скамьи я хотела связать свою жизнь с точными науками. К тому же, выбор моей будущей профессии предопределяло и то, что мой папа – инженер.
Для своего дипломного проекта Ирина брала материалы на нефтеперерабатывающем предприятии, где проходила практику. Там же на специальном оборудовании она проводила свои научные исследования. Проект оказался столь успешным, а его тема – чрезвычайно перспективной, что ее дальнейшую разработку Ирина продолжила уже в аспирантуре.
В минувшем году разработка в числе еще 32 победила в региональном конкурсе молодежных научно-инновационных проектов «УМНИК». Ее автор – Ирина Архарова – получила грант в размере 200 тыс. рублей. Эти средства пойдут на внедрение запатентованного научного открытия в производство в промышленных масштабах. На сегодняшний день уже появились предприниматели, заинтересованные во внедрении новинки в широкое производство.
Инновации из малого
Разработка принесла своим создателям еще один грант – Российского фонда фундаментальных исследований, а также победу в конкурсе инновационных проектов социально-экономического развития Волгограда «Лучшие инновации – жителям Волгограда».
– Сама идея этой научной разработки долгое время витала в воздухе, – рассказывает научный руководитель проекта профессор Ирина Запороцкова. – Но, как известно, любая теоретическая идея становится востребованной и воплощается в жизнь, когда она подтверждена опытом. Изучением свойств углеродных нанотрубок я занимаюсь с 1997 года, когда о нанотехнологиях в Россия еще никто не говорил. А преимуществ у этого материала много. Поэтому весь свой багаж теоретических знаний хотелось применить на практике.
У Ирины Запороцковой и ее молодой талантливой ученицы есть еще несколько проектов, связанных с использованием углеродных нанотрубок. Например, по использованию этого материала в автодорожном строительстве. Речь идет об улучшении свойств битума за счет тех же сорбционных характеристик. Асфальтобетонная смесь, модифицированная углеродным наноматериалом, становится прочнее, а срок ее службы, по словам ученых, увеличивается до 20 лет. По расчетам ученых, это позволит сэкономить порядка 600 млн рублей в год.
К слову, и эта разработка стала частью диссертационной работы Ирины Архаровой об использовании углеродных наноматериалов в нефтепродуктах. Девушка имеет три научные статьи, которые вошли в перечень публикаций Высшей аттестационной комиссии. Это дает ей право досрочно выйти на защиту. Но Ирина не торопится. Впереди – еще один научный эксперимент.
– С помощью специальной машины трения мы намерены установить временные характеристики использования модифицирующей присадки на основе углеродных нанотрубок, – поясняет Ирина Архарова. – Благодаря этому мы сможем четко сказать – на какой срок службы рассчитано моторное масло с добавкой.
