Супер-материалы будущего и спасение экологии – второй день симпозиума «Создавая будущее – 2025»

data-testid=»article-title» class=»content—article-render__title-1g content—article-render__withIcons-3E» itemProp=»headline»>Супер-материалы будущего и спасение экологии – второй день симпозиума «Создавая будущее – 2025»ВчераВчера285 мин

Второй день международного симпозиума «Создавая будущее – 2025» оказался даже более интересным! Обсуждались футуристические материалы с уникальными свойствами, которые сегодня даже представить трудно. Причём, что особенно важно, эти материалы были созданы здесь, в России, и эти исследования проводились в рамках нацпроекта «Новые материалы и химия». Кроме того, во второй день было продолжение этой темы в рамках уже другой панельной дискуссии: «Биотехнологии будущего: от печати органов до редактирования ДНК». Об этом в последнее время неоднократно говорил президент Курчатовского института Михаил Ковальчук. Его мысль заключается в том, что человечеству зачастую не надо изобретать, а достаточно повторить то, что уже создала мать-природа, благо, что современные технологии это уже позволяют. Это называется «природоподобие» – когда используются некоторые уникальные свойства растений или определённых тканей у животных. Можно привести простой пример – борьбы с пластиком, которого сейчас слишком много, и его утилизация становится проблемой. Но это проблема только для людей, которые пока не додумались ни до чего, кроме как сжигать полимеры. А вот микроорганизмы и некоторые водоросли умеют расщеплять сложные углеводороды, буквально питаясь им. А если возникает вопрос, где взять столько тепла, чтобы этим микроорганизмам было комфортно, то прекрасный пример – атомные электростанции и их огромные градирни, где остужается вода. Вот её, например, можно было бы использовать для таких биореакторов. Впрочем, подобных примеров намного больше!

Например, обсуждалась технология «биопечати» целых органов человеческого организма. На сегодняшний день это уже не выглядит фантастикой: примерная технология уже понятна, и удачные эксперименты имеются.

А вот сфера применения таких технологий – просто бесконечная! Человек сможет «про запас» создавать абсолютно генетически совместимые органы своего тела заранее, чтобы в нужный момент их можно было бы сразу трансплантировать. Или можно будет с полным соблюдением этических норм проводить медицинские эксперименты по изучению новых препаратов. Сегодня, например, очень плохо относятся к любым экспериментам на людях, а что, если препарат вообще создаётся для детей? Как тогда быть? Искусственная печать органов могла бы стать ответом и на этот вопрос!

Интересные разработки были представлены и учёными из Сколково. Доктор технических наук, профессор РАН, руководитель лаборатории наноматериалов Сколковского института науки и технологий Альберт Насибулин рассказал перспективах использования нанотрубок.

«Они отличаются уникальным сочетанием качеств, выступая одновременно отличным проводником тепла, полупроводником электрического тока, и химической инертностью — их можно нагревать до полутора тысяч градусов без риска разрушения внутренней структуры.

Для достижения технологического лидерства как в этой сфере, так и в других важных областях знания, необходимо сочетание четырех ключевых факторов. Первый — эффективная экологическая система, позволяющая внедрять научные результаты. Второй — образование, включающее в себя развитие научных школ и воспитание квалифицированных научных кадров. Третье — развитие самой науки, и четвертое — сотрудничество ученых с бизнесом, успешная коммерциализация получаемых ими результатов. Там, где эти принципы соблюдаются, есть успешный рост», — отметил Альберт Насибулин.

Особенно интересным оказался рассказ о материалах, которые мы по традиции недооцениваем. С одной стороны – в наше время стало очень дорого цениться всё натуральное и экологически чистое. А с другой – мы часто даже не задумываемся о том, как можно использовать то, что зачастую выбрасывается. Учёные так увлеклись созданием искусственных материалов из полимеров разных видов, что забывают уделять внимание изучению свойств натуральных продуктов. Например, координатор Управления по инновациям и предпринимательству Технологического университета Чили Мануэль Андрес Лара Яньес рассказал об уникальных свойствах… апельсиновой кожуры, кто бы мог подумать! И не надо недоверчиво усмехаться, поминая «народную медицину» и так далее – тут разговор вполне серьёзный.

«Как выяснилось, материалы из нее отличаются прекрасными звукоизолирующими свойствами. А учитывая, что Чили — страна с очень высоким уровнем шумового загрязнения, такие материалы крайне востребованы. В том числе при строительстве метро. Рассматриваем также возможности переработки скорлупы яиц — этот вид сырья также демонстрирует хорошие свойства не только звуковой, но и термической изоляции, что открывает широкие перспективы в его применении в строительстве и отделке интерьеров», — заключил эксперт.

На самом деле шумоизоляция – это действительно большая проблема. Причём хорошая шумоизоляция стоит дорого, и материалы туда идут ценные. Если вдруг удастся решить этот вопрос с помощью такой простой вещи, как кожура от цитрусовых культур – то мы сразу избавимся и от огромного количества этой самой кожуры, и получим дешёвый, а главное – возобновляемый источник подобных материалов.

Что же касается термоизоляции – то это вообще одна из главных проблем человечества! Представьте только, если бы было возможно покрыть ящик замороженной рыбы тонким слоем такого вещества – и она оставалась бы такой же ледяной на протяжении целых месяцев безо всякого холодильника! Другой пример – транспортировка СПГ, при которой тратится огромное количество энергии, чтобы поддерживать топливо холодным. Или, например, если бы можно было нагреть воду – и она годами оставалась бы тёплой! Одна из главных бед человечества на сегодня – это неспособность запасать энергию впрок. Самый лучший «аккумулятор» до сих пор (кстати, к вопросу об природоподобии и эффективности природных материалов) – это всё те же нефть, газ или уголь. Попытка перейти на аккумуляторы сразу вызвала море экологических проблем: от добычи кобальта и никеля до вопроса утилизации батареек.

Мы умеем добывать энергию – из солнца, ветра, ядерного распада, чего угодно – но не умеем её запасать впрок! Производить своего рода «нефть» мы пока не научились. Но если нагреть тонну воды и покрыть её уникальным термоизолятором – это всегда будет запас энергии, который можно использовать самыми разными способами. А если бы удалось создать по аналогии с электрическим ещё и «температурный» полупроводник, то есть материал, который проводит тепло без потерь в одну сторону, и блокирует обратный переток – то можно было бы вместе электричества передавать… жару саму по себе, в чистом виде! Причём подобные эффекты на атомном уровне учёные уже наблюдали, так что теоретически ничего невозможного в этом нет. Но создать материал с такими свойствами, да ещё и за приемлемые деньги – это действительно большой вызов для учёных! Но всё это в итоге помогло бы решить и экологические проблемы нашей цивилизации. И над этим сейчас бьются в лучших лабораториях мира.

Вот, что сулит разработка новых супер-материалов! И обо всём этом – а также массе других интересных вещей – рассказывали учёные на Втором международном симпозиуме «Создавая будущее – 2025». После таких откровений грядущие десятилетия уже не кажутся мрачными и туманными, а наоборот – сулят много интересного и обещают решение проблем, которые пока остаются для нас вызовом.