⚡️О горном инженере и его добывающих технологиях

К классу добывающих будем относить те промышленные технологии, которые обеспечивают исходным сырьем перерабатывающие технологии. Вся совокупность знаний о том, как проектировать, строить и эксплуатировать шахты, скважины и рудники для добычи угля, нефти, металлических руд и минералов, сконцентрирована в горной науке.

В России около сотни научных и образовательных школ, где знают о технологиях добычи сырья все. Ведь для того, чтобы по внешним характеристикам ландшафта научиться интерпретировать его внутреннюю структуру и содержание, надо знать не только геологию и гидрогеологию, но и геохимию, геофизику, минералогию, петрологию и даже металлогению. Получается, что вся механика любого месторождения и его геометрия подчиняются разуму горного инженера.

Если это так, то именно горный инженер является ответственным не только за качество добываемого сырья, но и за сохранение живого покрова Земли, так как именно его учат управлять, направлять и умно перестраивать природно-климатический ландшафт так, чтобы его регулятивная способность не исчезала.

В прошлом веке не все получалось добывать безопасно и рационально. К тому же процесс добычи всегда осложнялся непонятным строением рудных тел без каких-либо закономерностей. Если учесть, что так называемые вскрышные технологии добычи сырья в неоднородном пространстве, при которых до 70% рудной массы перелопачиваются впустую, являются грубыми, то, может, не стоит продолжать обучать всех их тонкостям студентов? Со стороны такое обучение старым технологиям кажется абсурдным занятием. Нужны новые методы добычи.

Академические ученые Уральского института горного дела уже начинают осознавать неловкость сложившейся ситуации и предлагают первые технические решения. Судя по патентам, в их основе — новые схемы формирования потоков руды и утилизация отходов непосредственно в выработанном подземном пространстве. Если то, что предлагает академик горных наук И. В. Соколов и его коллеги, реализовать на каждом месторождении, то, во-первых, сам процесс добычи становится в пять раз дешевле, а, во-вторых — никаких отходов.

❗️Уральские ученые теперь могут исправить свои прошлые проектные ошибки и пересмотреть, например, схему добычи кварца на Кыштымском ГОКе, исключив из нее цементные смеси. Ведь именно по причине несовершенной технологии до сих пор невозможно обеспечить необходимый уровень чистоты кварцевого концентрата для производства оптоволокна.

Если такие простые и уникальные технические решения будут постоянно генерировать наши научные школы и кафедры горного дела, то все добывающие технологии станут наконец-то рациональными и не будут иметь негативных последствий при эксплуатации. К этому и будем стремиться.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️В печати Луну часто называем «нашей», и это логично, так как мы первые рассчитали траекторию движения к ней, апробировали алгоритм полета, посадки и взлета и даже привезли лунный грунт в свои лаборатории.

Сегодня говорят и о больших затратах первого этапа освоения Луны с 1958 по 1972 годы. Да, может быть, они и существенные, но это был процесс, новый для всех ученых, которые действовали методом проб, ошибок или интуитивно. Поэтому «успешность» полетов к Луне не превышала в то время 40% и у нас, и у американцев.

Если же оценивать научно-технологическую составляющую первой лунной программы, то, кроме приобретенного опыта, надо выделить два наиболее существенных результата для будущих поколений исследователей.

💙Первый связан с четко зафиксированными угрозами пребыванию человека на Луне из-за наличия на ее поверхности острой и очень мелкой пыли (реголита), отсутствия в недрах жидкой воды, постоянной жесткой радиации и тектонической деятельности.

💙Второй и самый важный результат первого этапа исследований Луны — ее загадки, которые остаются нерешенными до сих пор.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

⚡️Дайджест Роспатента

Заголовок «Десять лучших патентов» интригует и завлекает. Интересно же, почему Роспатент из всего огромного перечня действующих патентов (около 300 тысяч только в 2023 году) выделил лишь десять новаций, которые якобы соответствуют национальным целям развития страны. Критерии выбора «лучших» патентов Роспатент не озвучил, поэтому каждому представлена возможность самостоятельной оценки, что мы и сделали.

1️⃣ Патент RU2813259C1: субстрат для озеленения крыш домов.
2️⃣ Патент RU2603490C1: двухслойный пластырь для лечения местных воспалительных процессов кожи и мягких тканей.
3️⃣ Патент RU2787587C2: отечественный ДНК-калибратор для прогнозирования состояния ВИЧ-инфицированных пациентов.
4️⃣ Патент на отечественный ортез для дистанционной оценки состояния пациента после травм и ускоренной реабилитации.
5️⃣ Патент RU 2 790402: отечественный имплантат из полиуретанового каркаса, повторяющий геометрию ушной раковины.
6️⃣ Патент 2803314: блок диагностики для элементов солнечной фотоэлектрической электростанции.
7️⃣ Патент RU2796499C1: ультразвуковой расходомер газа.
8️⃣ Патент RU2368417C1: оксидный катализатор селективного окисления аммиака до азота.
9️⃣ Патент RU2819458C1: система навески закрылков крыла самолета.
1️⃣0️⃣ Патент RU2794376C1: технология производства керамики для изготовления режущего инструмента, огнеупоров, оптики и брони.

Надо отметить, что первые пять патентов действительно являются технологическими новациями и важны для сохранения здоровья и поддержания благополучия человека. Особенно уникальной и востребованной является технология изготовления импланта ушной раковины. Браво, Самара!

Отнести же к категории «успешных» следующую пятерку патентов очень трудно. По своей сути все они схожи с рационализаторскими предложениями, так как нацелены на получение локальных эффектов в производственных процессах. Например, очень трудно назвать «успешной» очередную модификацию газового счетчика Омского радиозавода, высокая точность которого (по информации самих же авторов патента) обеспечена ультразвуковым излучателем МЭМС китайского производства. Да и чувствительность сегодня нужна не для счетчика учета расхода газа, а для систем мониторинга и нейтрализации источников его утечки.

⚡️По мнению экспертов нашего портала, придание подобным патентам статуса «успешных», видимо, связано с требованиями Роспатента к участникам конкурса «Успешный патент». Оказывается, что для победы надо правильно оформить и вовремя представить конкурсной комиссии документы.

Очевидно, что при таком формальном подходе основная цель всей деятельности Роспатента никогда не будет достигнута и мы не увидим «положительного опыта по внедрению запатентованных технологий».

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓Информация для размышления

Сентябрьские сообщения с сайта «Научная Россия» о результатах научных исследований мы сгруппировали по четырем направлениям для понимания степени их практической реализации. Получилась такая картина:

Энергетика
💙В ЛЭТИ получены представления о динамике и потенциале фото- и термоэлектрических солнечных систем и выявлены ключевые факторы для регулирования их эффективности. Это задел на будущее.

Технологии
💙Биологи РАН создают технологию переработки твердых коммунальных отходов, не требующих огромных биореакторов и воды.

💙Биологи ПНИПУ смогли увеличить степень сорбции ионов цинка кормовыми дрожжами в «грязной воде» до 55%. Самым загадочным является одновременный процесс снижения содержания катионов кальция и магния в дрожжевой биомассе. Требуется продолжить работу совместно с биофизиками МГУ имени М. В. Ломоносова.

Методы контроля
💙Химики ЮУрГУ для оценки содержание в воде минимальных концентраций примесей апробировали стандартный мультиметр и предлагают отказаться от хроматографического метода анализа. Для ЦЗЛ это важно.

💙Биофизики Сибири показали возможность моментальной оценки уровня опасности веществ и стрессовых состояний человека с помощью светящихся бактерий. Это практически готовые экспресс-тесты.

💙НИЯУ МИФИ создает первый отечественный, самый скоростной и высокоточный масс-спектрометр для идентификации химических веществ. Вернулись к забытым советским идеям и воссоздали. А в медицинских университетах параллельно с процессом создания тандемного масс-спектрометра начат процесс обучения работы с ним.

Материалы
💙В интересах коммунальных хозяйств Сибири создан композит для полиэтиленовых труб, а в Перми исключен источник затрат при производстве асфальтобетона. Радует, что научные идеи пермских и сибирских ученых уже реализуются и работают на благо регионов.

💙В МГУ студенты получили экзотические монокристаллы для изучения явления сверхпроводимости и люминофорные соединения для детекторов ионизирующих излучений. Задел на будущее.

💙В МИФИ научились настраивать свойства перовскитов, стимулируя их переход из диэлектрического состояния в полупроводниковое. Это начало новой технологии.

Получается, что у нас есть кем и чем гордиться. Будем считать сентябрьские успехи началом нового научного года.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Источники энергии для производственных систем 21-го века

Право осваивать территории России принадлежит ее будущему поколению инженеров и ученых, которые когда-то должны задуматься о том, как это сделать рационально и с пользой для всех. Тенденция такова, что промышленные гиганты прошлого века с этой задачей справляются плохо. Стандартные методы производства с использованием конвейерных технологий не дают нужного хозяйственного эффекта. Долговая нагрузка предприятий сравнима с их годовой выручкой, а устойчивое функционирование целиком зависит от стабильности ресурсных потоков и быстро меняющихся запросов потребителей.

Одним из рациональных вариантов для ближайшего будущего являются мобильные и компактные производственные системы с автономной системой управления и местными источниками материальных и энергетических ресурсов. Об этом уже давно говорят металлурги, химики, а также производители сельхозпродукции и строительных материалов. Даже в космосе начали работать технические комплексы с технологией синтеза лекарственных субстанций в условиях невесомости.

Кроме компактности (не более 30 м2) и высокой подвижности, главными аргументами в пользу таких систем считаются их незаметность, дешевизна, простота и возможность регулирования объемов производства широкой номенклатуры продукции на основе ресурсов именно того региона, где размещается комплекс.

Чтобы все это заработало, требуется проектное технологическое сообщество, ориентированное не на копирование, а на создание собственных технологических алгоритмов, программного обеспечения и технологического оборудования с регулируемой производительностью. У нас еще никто не проектировал подобные технические комплексы, обеспечивающие непрерывное функционирование оборудования на земле в течение не менее 8,0 тысяч часов с перерывами на техобслуживание.

Но надо с чего-то начинать. Например, оценка уровня автономности и надежности источников энергии, созданных в наших университетах и научных центрах, подтверждает возможность создавать компактные производственные системы в каждом регионе самостоятельно. Для этого у нас есть необходимый научный задел и такие работающие прототипы, как:

💙долговременная «атомная батарейка» на основе различных изотопов;
💙дешевый натрий-ионный аккумулятор МИСиС;
💙гибкий термоэлектрический генератор МИЭТ;
💙проточные редокс-батареи РХТУ и МГУ;
💙гравитационные накопители энергии;
💙гидрогенераторы МЭИ с регулируемой мощностью.

На практике все эти новации толком еще никто не использует, но потребности в них реально существуют в регионах. Пора уже начинать действовать и видеть в «батарейной индустрии» новый энергетический ресурс развития еще не обжитых территорий. В этом случае у нас действительно получится что-то полезное и рациональное.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

🔋Батарейные технологии

Есть очень хорошая информация о работе Батарейного технологического центра в Санкт-Петербурге. Оказывается, уже два года у нас отрабатывается отечественная технология изготовления полуфабриката (катодной массы) для трех видов аккумуляторных батарей: литий-ионных, натрий-ионных и твердотельных.

За это время химики научились синтезировать лабораторные объемы катодных материалов, используя китайское оборудование. Несмотря на грандиозные планы масштабировать технологию изготовления катодной массы до 10,0 тысяч тонн к 2030 году, инвестор (он же, видимо, и заказчик) пока не говорит о ее российских потребителях.

❗️Со стороны это похоже на рождение очень зависимой от множества факторов технологии изготовления катодного материала только для автомобильных аккумуляторов. Сегодня этого недостаточно. Практика показывает, что любая технология производства одного вида продукта на чужом оборудовании и на основе единственного источника исходного сырья превращает производственный объект в неустойчивую систему. Хотя давно известно, что из этого же сырья можно получить и долгоживущие аноды для хлорного электролиза, и субстраты для промышленной гидропоники, и многие другие полезные продукты.

❓Специалисты центра решают еще одну интересную задачу, связанную с переработкой аккумуляторных отходов и возвратом металлов в технологический процесс создания «никель-марганец-кобальтового» катода. Эту задачу шведы (компания Northvolt) как-то решили уже в прошлом году. Поэтому, чтобы не повторяться и не копировать, гораздо выгоднее будет вообще отказаться при изготовлении катодной массы от кобальта, который очень осложняет повторную переработку батарей.

Несмотря на все технические проблемы, Батарейный технологический центр создан и активно работает, наращивая свой потенциал и расширяя спектр решаемых задач в области материаловедения и управления процессами генерации, накопления и потребления энергии. В России таких центров высоких компетенций уже около десятка. Было бы очень важным их солидарное взаимодействие.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Глобальные изменения климата вынуждают человечество искать пути решения проблем, возникающих перед ним в результате этих изменений. Весь комплекс таких решений получил название энергоперехода. Мы беседуем с доктором физ.-мат. наук, профессором Сколковского института науки и технологий Андреем Осипцовым о возникающих перед Россией проблемах и путях их решения.

Энергопереход — это постепенная смена энергетических укладов. Когда мы говорим о четвертом энергопереходе, мы имеем в виду, что уже произошел переход от сжигания дров на уголь, от угля к нефти и от нефти к газу. Это, соответственно, были первый, второй и третий энергопереходы. А сейчас происходит четвертый, который состоит в постепенном отказе от углеводородов и переходе к возобновляемым источникам энергии и к водороду как низкоуглеродному способу хранения энергии.

Это первый вынужденный энергетический переход. Все остальные были движимы соображениями повышения эффективности использования энергии, ее удешевлением, повышением энергоемкости единицы массы энергоносителя.

Этот же энергопереход обусловлен глобальным климатическим кризисом. Человечество столкнулось с глобальными изменениями климата, которые происходят из-за парникового эффекта (постепенного неуклонного повышения средней температуры атмосферы вблизи земной поверхности вследствие накопления в атмосфере парниковых газов). К парниковым газам относят водяной пар, двуокись углерода, метан, оксид азота. Увеличение концентрации двуокиси углерода (СО2) и метана в атмосфере за счет деятельности человека по сжиганию углеводородов за период с начала индустриальной революции в середине XIX века принято называть антропогенным фактором глобального потепления.

Основной риск, который несет повышение температуры — не само потепление (оно относительно небольшое, 1-1.5 градуса Цельсия), а повышение частоты и тяжести последствий катастрофических климатических явлений, таких как ураганы, ливни, наводнения, волны жары, волны засухи и так далее. То есть мы можем говорить о том, что сложная климатическая система, включающая сушу, океан, криосферу и атмосферу, которая до сих пор находилась в условном состоянии равновесия, вследствие парникового эффекта и повышения средней температуры выходит из этого состояния. Повышаются частота и тяжесть климатических катастроф. Соответственно, энергетический переход — это предлагаемое решение проблемы глобального климатического кризиса.

Для России энергопереход заключается в постепенном снижении доли нефти и повышении доли газа в энергобалансе, а плавность энергоперехода должна состоять в том, чтобы отказаться от использования угля и перейти к использованию нефти в нефтехимии.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

⚡️О токсичности

Чтобы начать проектировать устойчивую производственную систему, инженер должен знать состояние и динамику поведения всех элементов той области окружающего пространства, где планируются размещение технического комплекса и эксплуатация промышленной технологии. Так было всегда. К сожалению, сегодня, кроме информации о тектонике, магнитных и температурных полях, в перечень исходных проектных данных должны включаться и параметры токсичности воздуха, воды и грунта.

Причина усиления требований к проектам в том, что интенсивный процесс создания техносферы в прошлом веке с помощью подземных ядерных взрывов оказался нерациональным. Более того, ученые обещают, что негативные радионуклидные последствия прошедшего соревновательного этапа развития науки и техники будут сопровождать нас до конца 21-го века.

Если методы лечения человека и животных от избытка радиоцезия созданы (дезактивация и сорбция), то остановить процесс его постоянного воспроизводства в системе «почва–растение–вода» пока не получается. Мы еще до конца не знаем долговременный механизм распространения цезия по пищевым цепочкам, конечным потребителем в которой является человек. Поэтому, прежде чем размещать производственную систему в том или ином регионе страны, проектанту требуются достоверные научные данные о поведении этого радионуклида в условиях конкретного природно-климатического ландшафта.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», одного проекта МГУ по еженедельному мониторингу потоков потенциально токсичных элементов для помощи проектанту явно недостаточно. Очевидно, что для пространственного развития страны нужна не просто модель, описывающая общие закономерности перераспределения радионуклидов, но и методы нейтрализации этого невидимого источника опасности.

Если ученые-атомщики в 60-х годах прошлого века выступали инициаторами строительства инфраструктуры с помощью «дешевых», как они утверждали, подземных ядерных взрывов, то сегодня они просто обязаны не хранить и накапливать отходы, а ликвидировать последствия ошибочных технических решений, большая часть которых была навязанной копией чужих идей.

Вполне логично, что именно для этой цели ученых сегодня наделили полномочиями «федерального оператора» страны по обращению с любыми отходами, в том числе высочайших классов опасности. Однако собственных научных идей и технических решений по ликвидации или нейтрализации радиоцезия как источника токсичности пока нет, если не считать патента на выявление загрязнений токсичными элементами труднодоступных участков методом космической радиолокации.

❗️Надо что-то делать, иначе реализация каждого нового проекта в любой точке территории даже при ее минимальной кадастровой стоимости будет требовать все больших издержек на защитные мероприятия от вездесущего цезия.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️О формализме и инженерной безграмотности

Растущее число исследователей необычных свойств полимеров с отрицательной диэлектрической проницаемостью, легкой структурой и идеальным поглощающим действием демонстрирует возможности их применения в фильтрах, антеннах, радарах и беспилотниках в качестве микроволновых поглотителей. Мы уже рассказывали о создании прошлом году в Мордовском университете простого и дешевого самоклеящегося радиопоглощающего материала.

В сентябре текущего года появилась ошеломляющая информация про ученых УрФУ, которые совместно с «румынскими коллегами» якобы создали материал, способный не отражать, а поглощать электромагнитное излучение, «снижая мощность помехового электромагнитного излучения до 10 000 раз». Непонятная система измерения уровня мощности электромагнитного излучения не позволяет даже предположить, для защиты каких объектов и от каких источников изготавливается материал с такими свойствами.

Анализ статьи «международной группы ученых» в журнале Polymers, на которую делается ссылка в публикации, показывает, что все совсем не так. В публикации ученые вообще не говорят о том, что созданный композитный материал способен что-то поглощать или отражать. Исследования показали только, что добавление в состав пластикового композита наполнителей в объеме от 1,0 до 5,0% приводит к увеличению электропроводности композита почти в 50 раз.

Но ведь такие результаты были известны еще в прошлом веке! Более того, тогда советские ученые под руководством академика С. Н. Ениколопова объяснили возможные механизмы аномально высокой электропроводности полимеров и показали, что она зависит не только от степени армирования полимера частицами магнетита и графита, но и от их формы и технологии изготовления. Тогда же были апробированы три технологических метода для обеспечения равномерности распределения проводящих наполнителей по всему объему полимерной матрицы. Сегодня полная однородность достигается с помощью резонансно-волновых смесителей.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», цели и задачи подобных публикаций довольно туманные, а достоверность результатов физико-механических испытаний образцов вызывает большие сомнения: требования ГОСТ 14236-81, которыми руководствовались ученые при проведении испытаний на универсальной испытательной машине INSTRON-3365, не распространяются на образцы пленок полимера, изготовленные из армированных материалов. А это уже говорит о формализме и инженерной безграмотности.

Судя по тому, что в соавторах у материаловедов УрФУ числятся румынские физики-ядерщики, а результаты выполненных исследований опубликованы только на английском языке, ожидать от таких «ученых» чего-то полезного для страны не приходится.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Дайджест научных идей

За последние 10 дней стало известно о семи научных идеях, реализуемых в университетах страны для устранения источников опасностей и затрат в промышленных технологиях.

1️⃣Идею сжигать в кислороде углекислый газ, образующийся на ТЭЦ, изучают инженеры НИУ «МЭИ», обосновывая это чистотой атмосферы и дополнительным источником тепла, электричества и водорода. Прототип камеры сгорания готов, а экспериментальное подтверждение планируют проводить на конкретных промышленных объектах.

2️⃣В НИТУ МИСИС работают над изготовлением простой, дешевой и устойчивой к внешним воздействиям солнечной батареи, способной генерировать электричество даже при низкой освещенности.

3️⃣Идея инженеров МАИ об изготовлении линейки электродвигателей мощностью от 1 до 100 кВт на одной технологической линии вызывает восхищение. В проекте участвуют реальные потребители, поэтому стоит ожидать его скорую реализацию и рациональность промышленной технологии.

4️⃣Идею использовать энергию лазера для увеличения ресурса деталей машин и механизмов реализовали саратовские ученые. Подтверждена возможность создания мобильных и компактных технических комплексов для увеличения износостойкости рабочих элементов горных машин в три раза.

5️⃣Идея химиков ПНИПУ использовать макулатуру в качестве сырья для производства бумаги и картона превращает бумажные отходы в ресурс развития целлюлозно-бумажных комбинатов.

6️⃣Биологи Новосибирского университета разработали технологию уничтожения пластика с помощью насекомых. Исследования показали, что 200 личинок моли за год могут «съесть» около 150 кг полимерных отходов, что делает грязную технологию их термического сжигания ненужной.

7️⃣Ученые Самарского политеха работают над безлюдной технологией очистки сточных вод. В модели управления процессом очистки учтены фундаментальные закономерности ферментативной кинетики, что позволяет адаптировать программу для любого промышленного объекта.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Продолжаем обсуждение проблем нефтегазодобычи, влияющих и на сам процесс добычи, и на экологию нефтегазодобывающих регионов, которое мы начали с интервью директора центра по энергопереходу Сколковского института науки и технологий Андрея Осипцова.

На этот раз мы встретились с директором Института проблем нефти и газа РАН, доктором технических наук, профессором РАН Эрнестом Закировым, известным специалистом в области нефтегазодобычи, автором многочисленных работ по этой тематике и, в частности, соавтором заинтересовавшей нас и недавно опубликованной статьи «Методы добычи нефти и газа — нарастающий источник экологических катастроф».

⚡️Работа посвящена этим же проблемам, ее значительная часть описывает недостатки современных технологий изготовления скважин, приводящие к возникновению аварийных ситуаций и, соответственно, серьезных экологических проблем, особенно на скважинах, выведенных из эксплуатации. Об актуальности этих проблем, например, для США, свидетельствует статья, недавно опубликованная в американском издании OilPrice.com. В ней отмечается, что «миллионы заброшенных нефтяных и газовых скважин в США представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья населения». Именно поэтому беседу мы начали с вопроса о несовершенствах нынешних технологий.

— В чем состоят недостатки современных технологий изготовления скважин, которые приводят к возникновению аварийных ситуаций?

— Каждая скважина — длинное сооружение из труб. И негерметичность каждой может вызвать нежелательные последствия. Как в основном ликвидируют скважины сегодня? Делают несколько цементных мостов. Не весь ствол заливают, а делают только несколько интервалов и скважину оставляют. Снимают все устьевое оборудование, в лучшем случае, сверху ставят тумбу, но зачастую даже такого не бывает. Например, город Махачкала стоит на нефтегазовом месторождении, и на устьях брошенных скважин строят дома, даже взрывы происходят. То есть, по большому счету, контроль за состоянием скважин в городе даже не осуществляется.

Недропользование развивается в нашей стране больше 100 лет. Менялись компании, страна поменялась пару раз за это время. Ситуация очень сложная, кому предъявлять претензии? Большинство недропользователей на сегодня имеют юридический статус ООО, общество с ограниченной ответственностью. Они отвечают в рамках своего уставного капитала — 10 тысяч рублей, в лучшем случае, 100 тысяч. Что будет, когда они закончат разработку месторождений и уйдут с них? Если у вас эти цементные мосты разрушились, у вас сразу возникла сообщаемость подземной сферы, продуктивных коллекторов, из которых шла добыча, с поверхностью земли.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

📚 Библиотеки знаний инженера

Современный уровень знаний о методах накопления и хранения информации, а также прогресс в понимании физиологических механизмов ее восприятия человеком дают основания говорить о том, что настала пора серьезно заняться созданием в университетах страны функциональных библиотек инженерных знаний.

То, что рекомендует ГОСТ Р57309-2016, не совсем годится для проектанта производственных систем 21-го века. Этот документ, являясь переводом англоязычной версии чужого стандарта, рекомендует создавать «каталог продукции», «библиотеку проектов», «интеллектуальные словари» и «классификаторы» по принципу алфавита или объекта. Инженеру-проектанту достаточно трудно найти в современных «википедиях» и книгохранилищах то, что нужно для разработки рациональных технических решений. Огромное количество созданных объектов ведет к расстройству внимания и к упущению в их структуре источников затрат и опасностей, которые генерируют негатив. К тому же вся информация о составных элементах проектируемого объекта (материалы, энергия, системы управления) и технологии его изготовления рассредоточена, противоречива и носит общенаучный характер.

Вместе с тем потребность в постоянно обновляемых дайджестах о проектных задачах, научных идеях и вариантах их технического исполнения сегодня очевидна, так как и студенты, и выпускники вузов горят желанием сделать что-то новое, полезное и рациональное.

Есть мнение, что в формировании университетских библиотек инженерных знаний должны участвовать психологи, физиологи и кибернетики. У экспертов два довода в пользу выбора такого состава команды.

💙Во-первых, алгоритм функционирования библиотеки должен строиться на методах императивного программирования, что позволяет сосредотачивать всю научно-техническую информацию только в трех ее базовых разделах: «Материалы», «Энергогенерирующие устройства» и «Система управления». Для проектанта этого достаточно, чтобы на основе своей научной идеи сформировать образ будущего технического комплекса, оценить все варианты технических решений и технологию производства продукта.

💙Во-вторых, с точки зрения физиологии библиотека знаний должна регулировать информационные потоки о параметрах окружающего пространства и стратегиях его осваивания человеком так, чтобы познавательная функция студента росла, а его разум концентрировался не на запоминании старых терминов и паттернов, а на поиске новых решений конкретной интеллектуальной задачи. Именно понимание и осознание сути технической или социальной проблемы активизирует в мозге человека так называемую нейронную сеть оперативного покоя (дефолт-система мозга), что и приводит к нетривиальному решению или гениальному открытию.

Именно такая библиотека знаний требуется сегодня в каждом университете для его выпускников — инженеров-технологов и инженеров-исследователей.

#МнениеРедакции

➡️ Подписаться на канал

⚡️Про германий и технологии его получения

Германий — это сырье для производства люминофоров, сенсоров, тепловизоров, дефектоскопов, спектрографов, термографов, пирометров, а также для косметики, волоконной оптики и беспроводной связи. О том, что такой химический элемент с универсальными свойствами существует, говорил еще Д. И. Менделеев в середине 19-го века.

💙Пока используется только одно уникальное свойство германия — как преобразователя инфракрасного излучения в электрическую энергию. Для этого требуется особо чистый германий, технологии получения которого у нас считаются «утерянными». Возможно, кому-то действительно гораздо выгоднее приобретать зарубежные спектрографы за десятки миллионов рублей, чем восстанавливать старые химические и гидрометаллургические технологии переработки германиевого сырья.

Другие более интересные свойства германия и его соединений (катализирующие, антиоксидантные и регенерирующие) пока проверяются в научных лабораториях и оцениваются для применения в металлургии, химии и медицине.

💙Главным препятствием для активного использования всего спектра свойств германия и его соединений остается промышленная технология. Ее до сих пор у нас нет, несмотря на огромные сырьевые ресурсы, пропадающие в отвалах ТЭЦ и медно-никелевых рудников.

В прошлом году ученые подтвердили возможность получать монолитный аэрогель на основе аморфного диоксида германия только в лаборатории. Метод оказался длительным (более двух недель) и трудоемким, но зато в патенте была показана возможность регулирования удельной площади поверхности монолитных 3D-материалов от 310 м2/г до рекордного значения в 500 м2/г.

💙В этом году, к чести ученых-химиков ИОНХ РАН, им удалось существенно упростить технологию получения аморфных и кристаллических аэрогелей на основе диоксида германия и получить их миллиграммы при атмосферном давлении без использования сверхкритического углекислого газа.

Это уже дает надежду на создание мобильных и компактных производственных систем, размещаемых непосредственно в местах хранения сырья. В основе таких систем должна быть отечественная промышленная технология изготовления люминесцентных, каталитических и анодных материалов на основе диоксида германия.

Смогут ли наши ученые трансформировать свою научную идею в одностадийную промышленную технологию, еще непонятно. Но ясно одно: кроме них этого сделать никто не сможет.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓Прибыль себе, а отходы детям

В печати публикуется все больше научно обоснованных суждений о глобальности и остроте проблемы образования отходов. В научных исследованиях прослеживается явная тенденция поиска новых источников исходного сырья для перерабатывающей промышленности. Вместо «привозного» и «ископаемого» минерального сырья ученые предлагают получать «свое» из тех отходов, которые упорно продолжают генерировать «бизнес-группы».

Практически ежемесячно портал «Научная Россия» сообщает (непонятно для кого и зачем) информацию о том, что ученые создали новые экономичные технологии получения полезного продукта из отходов. Например, в октябре ученые Новосибирска предложили две таких технологии.

💙Первая решает вопрос переработки так называемых «попутных» углеводородов в два полезных и востребованных продукта — углеродные нанотрубки и водород. Причем катализатор для такого процесса может синтезироваться самым дешевым методом «растворного горения» в одну стадию за 15 минут непосредственно на месте переработки отходов.

💙Второй метод ученых НГУ позволяет рационально использовать крупнотоннажные техногенные отходы горнодобывающей индустрии, строительной отрасли и энергетики для производства строительных материалов без использования цемента.

Подобные технические решения расширяют возможности бизнеса за счет создания компактных технологических процессов с регулируемой производительностью и широкой номенклатурой продукции на основе отходов. Такие производственные системы можно достаточно выгодно размещать на полигонах, хвостохранилищах, шламонакопителях, рудниках, шахтах и объектах теплоэнергетики. Пока у нас нет позитивных примеров того, что кто-то из российских предпринимателей поставил ученым задачу на переработку накопленных отходов и выделил инвестиции на их превращение в ресурс развития собственных промышленных объектов. Неужели для них деньги дороже жизни детей и внуков?

Так как российским предпринимателям подобные новации неинтересны, то ученые продолжают публиковать результаты своих расчетов и экспериментов в зарубежных журналах, даже несмотря на то, что исследования финансируются Российским научным фондом. Жалко трудов и усилий ученых, которые свои новации предлагают не российским, а иностранным специалистам.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», для того чтобы десятки новых научных идей и технических решений не оставались в статусе патентов, статей и диссертаций, необходимы законодательные нормы и ограничения, обязывающие каждого руководителя промышленного объекта относиться к собственным производственным отходам как к исходному сырью для развития. Для будущих поколений это гораздо важнее, чем получение быстрой прибыли от интенсификации добычи или выручки от продаж. Да и ученым будет хоть какая-то радость.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️Учитывая большой интерес к вопросам безопасной эксплуатации технологий прошлого века и методологии проектирования современных производственных систем и промышленных технологий будущего, представляем видеоинформацию о встрече доктора технических наук Куликова А.В. с учеными, студентами и преподавателями БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

Ждем ваших комментариев и предложений!

➡️ Подписаться на канал

⚛️ Инженер как герой нашего времени

У каждого инженера есть собственная образовательная траектория, которая начинается в школе и продолжается всю его сознательную жизнь.

Высшая школа, формируя образ каждого своего студента-выпускника и предлагая ему набор знаний и компетенций, ставит целью добиться его конкурентоспособности на рынке труда и успешности в профессиональной сфере. При этом масштабы рынка труда не оговариваются, так как созданный механизм карьерной навигации предполагает, что студент сам должен определиться с будущим местом работы. На самом деле рынок труда для всех выпускников технических вузов ограничен должностными обязанностями «инженера-технолога» или «инженера-исследователя». Других вариантов нет.

В первом случае инженер ежедневно сталкивается с неожиданными для себя проблемами (аварии, авралы, срывы плана поставок и т. д.). Во втором — множество научных статей, патентов, диссертации, конференции и сожаление о том, что все это не реализуется, а лежит в столе.

💙Удовольствия от такой работы мало, и через некоторый период мытарства новоиспеченный инженер начинает искать более понятное для себя место работы. Так формируется еще одна проблема дефицита кадров, причина которой кроется в отсутствии конкретных задач обучения. Вместо того, чтобы каждый выпускник вуза на десять лет вперед имел конкретные задачи «создать», «разработать», «внедрить» или «модернизировать», его все пять лет обучения призывают «коммерциализировать» научную идею, создавать «интеллектуальную собственность» и писать статьи. Поэтому модные сегодня проекты инженерных школ, инжиниринговых центров, международных лабораторий и научно-образовательных центров выглядят в глазах студента одноразовой компанией и касаются только студенческого периода его жизни.

Без понимания конкретных технологических и научных задач в своем ближайшем будущем знания студента становятся рафинированными, т. е. поверхностными и непригодными для активного участия в проектной и производственной деятельности. Плохо и то, что инженер-выпускник верит всему, что написано в учебниках и нормативных документах, не подвергая информацию малейшему сомнению, не анализируя ее и не вникая в ее суть. А это уже опасно и для него, и для производства.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», проблемы в образовательной системе сформированы искусственно, а значит, решаемы.

На самом деле студенту технического вуза сегодня надо знать алгоритм аудита технологий прошлого века и владеть методологией проектирования технологий будущего. Именно знания в этих научных дисциплинах сделают его героем на производстве и в проектных организациях. Практика показывает, что инженер-технолог должен уметь выявлять и ликвидировать в структуре промышленных технологий прошлого века источники затрат и опасностей, а инженер-проектант в своем творчестве должен руководствоваться принципами полезности продукта и рациональности технологии его производства. Такие инженеры-герои будут всегда востребованы на любом рынке труда и полезны для общества.

#МнениеРедакции

➡️ Подписаться на канал