⚡️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

⚡️Дайджест научных идей

За последние две недели октября университеты России сообщили о своих новых результатах. Их всего семь, но все достаточно уникальные и требуют обязательной реализации.

1️⃣Пермские математики, несмотря на то что, абсолютное значение дисбаланса турбин и его местоположение не поддаются вычислению, все-таки смогли найти способ определять и аэродинамический дисбаланс лопастей, и массовый дисбаланс ротора. Теперь требуется тестирование математической модели на показателях работы конкретных турбин.

2️⃣Ученые НГУ подтвердили свою идею о том, что строительные материалы можно создавать и без цемента. Для этого нужно сначала измельчить техногенные отходы, затем нагреть порошок и смешать его с водным раствором различной кислотности. Оказывается, строить можно просто, дешево и быстро.

3️⃣Студенты Тихоокеанского университета год назад создали Конструкторское бюро и уже разработали три технических решения, реально востребованные на промышленных объектах региона. Состав проектной команды расширяется, опыт рационального проектирования нарабатывается, а будущее становится определенным. Именно так знание превращается в понимание.

4️⃣Томские ученые доказали, что авиационное топливо можно получать из различных видов масел и отходов нефтепереработки с использованием стандартного оборудования для каталитического крекинга.

5️⃣Новгородские инженеры предложили использовать метод лазерного сканирования для контроля состояния дорожного покрытия и линий электропередач. Получается быстрее и дешевле.

6️⃣Идея о том, что сенсор должен не только детектировать световые или электрические сигналы, но и выполнять функции их обработки и хранения, реализована командой инженеров-исследователей трех университетов в конструкции микрокристалла перовскита на гибкой подложке. Получается, искусственный глаз можно сделать зрячим.

7️⃣Проектная команда Новосибирского университета генерирует и достаточно успешно реализует научные идеи для сокращения источников затрат в аграрной промышленности региона. Разработаны тест-системы оперативного контроля газового состава и структуры почв, а еще апробированы составы чистых удобрений на основе природных компонентов. И никакой химии.

Все октябрьские новации схожи в главном: вместе с конструкцией, формой и структурой проектируемого объекта обязательно разрабатывается и рациональная технология его изготовления.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Какие аккумуляторы, такая и наука

За последние десять лет из информационного пространства как-то незаметно исчезли все сообщения о развитии научных школ в области электрохимических накопителей энергии. Вместо комплексного подхода к проблеме удовлетворения требований каждого потребителя энергии наблюдается процесс, ограничивающий научные исследования только поиском катодных и анодных материалов для металл-ионных аккумуляторов. Но мы же их не производим, а без пошлины завозим из-за границы, как продукцию девятого класса опасности. При этом у нас даже теория зарядки АКБ до конца не завершена. Получается научная гонка без целей развития собственных промышленных технологий. Значит, история зависимости от других нас ничему не учит.

💚Лидируют в такой никому не нужной научной гонке ученые Сколтеха, которые еще четыре года назад заявили о создании натрий-ионного аккумулятора в лаборатории, насыщенной зарубежным оборудованием. За прошедшее с тех пор время в Китае уже работает их промышленное производство, а у нас, при наличии в соседях фонда «Сколково», который активно поддерживает развитие новых технологических компаний, все остается на уровне патентов.

💚Также без практической цели работают материаловеды Самарского университета, которые уже несколько лет оценивают ионную проводимость различных минералов для «ускорения» разработки перспективных источников энергии. Ограничивают свой потенциал и инженеры МГТУ им. Баумана, предлагая схемы защиты пользователей от взрыва только литий-ионных батарей, хотя понятно, что свой подход к проблеме при желании они смогли бы распространить и для нейтрализации источников опасности любых типов АКБ.

⚡️Экспертам портала «Техносфера, подъем!» неизвестно о тех ученых, которые увлеченно занимаются совершенствованием кислотно-щелочных аккумуляторов. Хотя потребность в них остается, а спрос на накопители энергии, резервные источники питания и пускатели двигателей внутреннего сгорания даже увеличивается.

Непонятно кто убедил ученых в том, что все 217 тысяч отечественных электромобилей к 2030 году будут оснащены литий-ионными батарейками. И все верят в непонятное будущее, забывая про реальное настоящее. Занимаясь достаточно узкой проблемой, ученые не замечают новых возможностей развития российской школы электрохимии, в том числе за счет внедрения волновых методов воздействия на структуру электролитной массы АКБ. Такое направление исследований для ученых будет гораздо интересней, а для всех потребителей —рациональным и полезным. Тем более что промышленные технологии кислотно-щелочных аккумуляторов у нас есть, и они нуждаются не только в патентном, но и в научном сопровождении.

Очевидно, что если не проектировать источники энергии в комплексе с машинами и механизмами, для движения которых они и нужны, то может получиться так, что мы потеряем отработанные за прошедшие сто лет собственные дешевые технологии одних аккумуляторов, толком не создав других.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

#ТерминыИопределения

⚡️Что такое «техническое решение»?

В основе любых технических решений, которые разрабатывает инженер, должна быть его идея что-то создать, улучшить, усилить, увеличить, уменьшить или преодолеть. Вариантов, как это сделать без негативных последствий, должно быть множество, из которого выбирается самый рациональный и полезный. Такое решение будет называться уже проектным, и оно необязательно должно быть экономически выгодным для кого-то. Надо понимать, что если решение инженера-проектанта рационально, то оно будет полезным всегда и для всех. Поэтому современные технические решения не должны замыкаться на устаревших нормативных показателях, основанных на вероятностных расчетах. Иначе это будет не разработанное техническое решение, а копия того, что уже было.

💚Например, в добывающих технологиях все технические решения 20-го века сводятся к раскалыванию, сепарации или измельчению, т. е. к вычитанию малого из большого, но с остатком. В перерабатывающих технологиях мы, наоборот, что-то смешиваем, свариваем, скручиваем, паяем, напыляем, т. е. складываем в какую-либо форму и тоже с остатком в виде отходов, издержек, затрат и опасностей.

Получается, инженер при разработке технических решений ограничивал себя двумя простейшими математическими действиями, в результате выполнения которых всегда образуется не нужный никому «остаток». Очевидно, что новое поколение инженеров-технологов и инженеров-исследователей обязано учиться разрабатывать варианты технических решений, основанных не на «арифметике остатков», а на других математических алгоритмах, которые в проектной практике пока не применяются.

❗️Пора уже осваивать технологические алгоритмы, основанные на таких математических операциях, как деление, умножение, интегрирование, логарифмирование и дифференцирование применительно к материальным, информационным и энергетическим ресурсам, например, региона. Эти математические алгоритмы всегда точны, исключают образование остатков и являются завершенными, чего не скажешь о технологиях прошлого века. Природные биотехнологии нам даже подсказывают использовать вместо алгоритма сложения или вычитания операцию умножения массы какого-либо материального ресурса на темп его разложения биотой Земли. Если соблюдать баланс в таких операциях умножения и складывать их в технологический процесс, то он будет похож на математическую операцию интегрирования с бесконечно малыми слагаемыми остатков.

Надо еще учесть, что ни одно техническое решение не будет доведено до уровня проектного и останется никому не нужным патентом, если будет касаться только, например, изготовления материала или только программного обеспечения без его привязки к конкретной машине или механизму.

Еще практика показывает, что до уровня проектного доходит только тот вариант технического решения, который разработан командой как минимум в составе материаловеда кибернетика, энергетика и технолога. Главное в этом творческом процессе — не забыть еще и про математика.

➡️ Подписаться на канал

❗️Начинать надо с технического задания

Разница между привозным продуктом и собственным в том, что его производство на собственном сырье, собственными технологиями и собственными руками будет всегда управляемым по качественным параметрам и регулируемым по объему и рентабельности. Привозить что-то можно и даже нужно, но не для промышленного производства, а лишь для пробы и сравнительной оценки.

Только при таких условиях любое хозяйство становится функционально устойчивым к внешним угрожающим факторам. Хозяин такой производственной системы обязан думать не только о текущих производственных показателях, но и формировать ее устойчивое будущее, концентрируя вокруг себя научную элиту и формируя образовательную политику. Постоянное взаимодействие с учеными не только расширяет кругозор инженера-технолога, но и еще превращает его из стороннего наблюдателя процесса старения технологий в активного созидателя новых и более совершенных. К сожалению, подобная логика русского хозяйствования работает еще не везде и не всегда.

Как бы хотелось, к примеру, чтобы результаты научных трехлетних исследований «Сколтеха» в области электрохимических систем были востребованы хотя бы у одного из всего десятка их «лучших российских производителей». Но не получается пока.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», на то есть две видимых причины:

💙что бы ни творили наши самозанятые и уважаемые ученые при совершенствовании уже кем-то созданных аккумуляторов, всегда получается, что при улучшении какого-то одного параметра ухудшаются остальные;

💙нынешнее поколение хозяйственников «батарейной индустрии» не научено грамотно формировать нужные требования технических заданий ученым на модернизацию морально устаревших иностранных технологических процессов.

Может, действительно надо начинать с обучения их технической грамотности и методам стимулирования труда ученого на создание российских технологий? В этом должны быть заинтересованы сегодня все стороны.

У нас же есть отличные примеры, когда практически аналогичные результаты в области электрохимии реализовали ученые Уфимского университета науки и технологий, как говорится, «с колес», сразу на двух машиностроительных объектах для одновременной полировки и шлифовки металлов любой твердости. Технологию русского инженера Е. И. Шокальского специалисты действительно довели до совершенства и сделали свой собственный «станок-робот», исключив из прошлых технологий практически все возможные источники затрат и опасностей. И главное — больше мы не будем покупать чужие технологии «DryLyte».

Пора аналогичным образом создавать собственные роботизированные производства всех типов аккумуляторов, не зависимые от чужих источников сырья и оборудования. Начинать надо с мечты о наших аккумуляторах будущего и с формирования грамотного технического задания.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Искусственный фотосинтез заработал

Научную идею о разработке электроники из атомов и молекул многие годы пытаются решить ученые всего мира. Все это время вопрос создания работоспособных электронных приборов молекулярных размеров упирается в техническую проблему управления положением и созданием контактов к одиночной молекуле.

💙В 2022 году решение было найдено, и российские ученые объявили о создании технологического процесса соединения углеродной нанотрубки с органической молекулой флуоресцентного белка. Получился биоэлектронный фотоэлемент на основе одной молекулы светящегося белка, соединенного с углеродной нанотрубкой. Подобная система, работающая по механизму фотосинтеза, изменяет свои электронные свойства под действием света и может исполнять функцию запоминающего устройства.

💙В этом году по такой технологии ученые уже создали материал, реагирующий на заданную длину волны в диапазоне видимого спектра и преобразующий свет в химическую энергию. Уникальность его в том, что преобразование происходит вообще без потерь. Это наш «первый» активный элемент с функцией «вкл.-выкл.», управление в котором осуществляется одним электроном, что приводит даже к фантастическим идеям об отказе от электрических цепей.

Многообразие таких белков с различными временами свечения и новая технология их соединения с углеродным проводником позволяет конструировать системы искусственного фотосинтеза с функциями молекулярных выпрямителей, диодов, транзисторов и логических ячеек, управляемых светом.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», можно уверенно говорить, что в России сформировалось устойчивое сообщество ученых, увлеченных молекулярной электроникой и нацеленных на создание миниатюрных биотических производственных систем. А эта цель уже требует приглашения в команду высокоинтеллектуального инвестора.

Пока команда преодолела только первую и самую главную трудность — технологическую. Дальше требуется научиться выборочно модифицировать различные участки нанотрубки, найти способы регулировать их размеры и изменять пространственное положение в схеме, чтобы иметь полноценный технологический процесс создания всего спектра активных и пассивных электронных устройств со сверхмалыми размерами.

❓Сможет ли это быстро сделать команда физиков, еще непонятно, но надо верить, что сможет, как это получилось у биологов. Известно, что в молекулярной биологии уникальные свойства флуоресцентных белков востребованы уже не как объект фундаментальной науки, а в качестве рабочих элементов медицинских методик лечения.

Такие маленькие научные победы непременно стимулируют ученых, инвесторов и заказчиков к созданию большего, полезного и рационального. Как говорится, флаг вам в руки.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❗️Премия за полезность и рациональность

Каждый представитель российского научного сообщества всегда имел и сегодня имеет возможность оценить свой труд по критериям подлинности, полноты и полезности для общества.

Ученые, чьи идеи и технические решения соответствуют этим критериям, становятся в России лауреатами авторитетной премии митрополита Макария.

Вот уже полтора века Макарьевская премия вручается за здравый смысл научного труда и умение ученого отличить истинное от неистинного.

В этом году премию присудили 26 ученым России. Их имена известны, результаты их труда представлены в российских журналах и монографиях.

💙Редакция портала «Техносфера, подъем!» от души поздравляет лауреатов и отмечает в первую очередь креативность их научных идей и востребованность технических решений для проектного инженерного сообщества.

💙Для всех нас очень важны, например, знания о том, что истинные человеческие свойства (взаимность, альтруизм) являются базовыми условиями для формирования устойчивой кооперации в любом проекте. Оказывается, что не юридические обязательства, а только репутация ученого или статус высокоинтеллектуального инвестора могут быть самой важной и самой надежной гарантией успешности процесса хозяйствования. Сегодня это экспериментально доказанные факты.

💙Среди лауреатов — историки, математики, материаловеды, кибернетики Казани, Москвы и Мурманска. Достойными престижной православной премии признаны около десятка рациональных технологий сибирских ученых, основанные на простых биологических методах, дешевых сорбентах и универсальных катализаторах.

💙Все это уже сейчас позволяет отказаться от пестицидов в сельском хозяйстве и избавиться от источников затрат в добывающих и перерабатывающих промышленных технологиях ради того, чтобы производственные системы прошлого века больше не генерировали негативные последствия для наших будущих поколений.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Катализаторы: прошлое и будущее

Очень интересной становится для ученых тема проектирования каталитических систем. Так, в Тюменском университете на научной конференции решили создать рабочую группу для «инжиниринга каталитических процессов», а в новосибирском НЭТИ даже синтезировали катализаторы для получения водорода и углеродных наноматериалов из метана. Подобная активность приводит к мысли о том, что если в стране существует около десятка научных центров во главе с Институтом катализа, то технических проблем с производством катализаторов для промышленных технологий не должно быть вообще.

Однако это совсем не так. Зависимость от импортных поставок катализаторов для переработки углеводородов и другого сырья сохраняется уже много лет практически для всех отраслей промышленности, что свидетельствует о мнимости всей прошлой научной деятельности и сомнениях в будущей.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», причина незаметной роли науки в развитии промышленных технологий катализа кроется в разнице приоритетов. Инженер-технолог промышленного объекта считает, что устойчивость производственного процесса обеспечивается пусть старенькой, но базовой технологией производства продукта, а ученый-химик полагает, что «волшебной палочкой» для интенсификации старой технологии является его новый катализатор, полученный в лаборатории.

При этом период перехода от лабораторных результатов к промышленному внедрению любого нового катализатора составляет более 10 лет, что совсем не гарантирует сохранения свойств селективности этого катализатора в процессе эксплуатации старой технологии, в структуре которой всегда присутствуют неизвестные ученому источники опасности и затрат.

Эта грубейшая методологическая ошибка приводит к тому, что около тысячи патентов различных «каталитических систем» даже не читают, а катализаторы приобретают по старинке за границей, обосновывая это их экологичностью и надежностью. Получается, бюджетные средства тратятся дважды на одно и то же: на разработку каталитических систем и на их приобретение за границей. При этом базовые технологии получения конечных продуктов, независимо от того, каким способом мы их интенсифицируем, так и остаются затратными и опасными, старея морально и физически. Это очень похоже на старый ржавый замок, к которому подбираются все новые и новые ключи и отмычки.

❗️Новое поколение ученых и инженеров уже думает иначе и предлагает решать застарелую проблему не развитием «химии катализа», а созданием биотических и волновых методов переработки сырья в продукт в реакторах с регулируемой производительностью и без явного стремления к интенсификации процессов. Что касается строительства «катализаторных фабрик», то надо полагать, что традиционные технологии их изготовления должны быть изменены на альтернативные, более простые, мобильные и компактные, способные быстро производить индивидуальные компоненты по индивидуальному заказу непосредственно рядом с базовой технологией.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Мы продолжаем обсуждение проблем энергоперехода и нефтегазодобычи, а также угроз, которые представляют для самого процесса добычи и для экологии несовершенные технологии. Это обсуждение мы начали с интервью директора центра по энергопереходу Сколковского института науки и технологий, доктора физ.-мат. наук Андрея Осипцова и продолжили беседой с директором Института проблем нефти и газа РАН, доктором технических наук, профессором РАН Эрнестом Закировым.

На этот раз мы встретились с заместителем директора центра по энергопереходу Сколковского института науки и технологий, членом совета директоров компании «Новатэк» и ряда других нефтегазодобывающих компаний, председателем Наблюдательного совета Ассоциации «Женщины в энергетике» Ириной Гайда.

— Энергопереход — это изменение структуры первичного потребления энергии на 10% за 10 лет. Изначально траекторию нынешнего, то есть четвертого, перехода озвучивали как отказ от ископаемых видов энергоносителей и переход на 100% ВИЭ, в первую очередь СЭС и ВЭС. Но это достаточно абсурдная картина будущего из-за цены и характеристик СЭС и ВЭС, если мы говорим об их применении в энергосистемах промышленных стран. Мне кажется, более реалистичная картина мира — ренессанс атома, который уже активно наблюдается в том числе на международных климатических площадках.

Будет меняться ландшафт гидроэнергетики. Во многих странах, особенно Большого Юга, выработка гидроэнергии будет падать из-за происходящих климатических изменений. Россия — одна из немногих, где прогнозируется увеличение стока ряда рек и есть недоиспользованный потенциал гидроэнергетики.

А дальше — развитие ВИЭ, в том числе геотермальной, приливной энергетики. Оно будет происходить не так быстро, как это описывается в сценариях Net Zero, международного энергетического агентства. Это значит, что в какой-то момент встанет вопрос о масштабном развитии проектов улавливания и захоронения СО2 для предотвращения катастрофических изменений климатической системы планеты. Уже сейчас на международных добровольных рынках углеродных единиц это практически единственный тип технологических решений, который признается и востребован у инвесторов. У нашей страны есть прекрасный потенциал стать одним из ключевых игроков на этом рынке.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

⚡️Дайджест научных идей

За последние две недели российские ученые предложили еще несколько своих идей и технических решений. Эксперты портала «Техносфера, подъем!» предлагают их оценить по критериям полезности и рациональности.

1️⃣Молодые ученые Новосибирска нацелились создать многофункциональную каталитическую систему на основе редких металлов (иридий, родий и платина) и кислорода, которая уже сейчас требуется в технологиях биомедицины, электроники, химии и оптики.

2️⃣Ученые ПНИПУ нашли возможность заменить вредные формальдегидные смолы на безопасные перекисные модификаторы при производстве фанеры. Это позволяет исключить основные источники затрат и опасностей из структуры промышленных технологий на более чем 80 предприятиях России.

3️⃣В Томском университете продолжается поиск технических решений, позволяющих отказаться от опасной баллонной технологии хранения водорода и перейти к полностью безопасным «топливным таблеткам» на основе сплава титана и железа.

4️⃣Ученые МЭИ взялись за реализацию идеи получения энергии путем переработки угля в замкнутом контуре, что полностью исключает образование шлаковых отходов и газовых выбросов в атмосферу.

5️⃣Идея непрерывного контроля состояния грунта под строящимися объектами реализована в Перми. Простая и дешевая конструкция на основе геотекстиля и оптоволокна позволяет предотвращать аварийные ситуации.

❗️Действительно впечатляет. Получается, всё, что творят наши ученые, полезно для всех. И главное — реализация этих научных идей не несет никаких негативных последствий для нас и окружающего нас пространства.

➡️ Подписаться на канал

⚡️Сбой в системе управления университетами произошел в конце 20-го века, когда преподавателям университетских школ предложили за гранты выполнять еще и научные исследования (вместо отраслевых НИИ). Все поставили с ног на голову: приоритет отдавался не студенту, а индексу Хирша для продвижения российских университетов в международных рейтингах.

Верхом такого безумия со стороны «управленцев» университетской школой стала постановка задачи 15 ведущим российским вузам войти в мировую «сотню лучших».

Безнравственные задачи исказили алгоритм передачи знаний. Вместо схемы «от старшего к младшему» информацию разрешили передавать между сверстниками внутри одного поколения, а когда место грамотного преподавателя занял банковский «коуч» на онлайн-курсах, то младшее поколение, уже ничего не зная про промышленные технологии, стало учить старшее правилам ведения бизнеса и получения прибыли.

❗️Наш позор заключается в том, что мы позволили совершить такой беспредел в науке и образовании и сегодня даже до конца не понимаем, кто конкретно руководил процессом искусственного скрещивания русской модели университетского образования с западной.

Чтобы начать системно исправлять ошибки, надо зафиксировать негативные последствия этого неудачного западного эксперимента. Очевидных видится три:

1️⃣Выросло целое поколение нравственно незрелых предпринимателей (entre-preneur) и псевдоученых (pathological science), способных не созидать, а манипулировать знаниями. Мошенничество стало повсеместным явлением жизни. Это надо учесть и начать переучивать тех из них, кто жаждет получить истинное образование и научиться превращать фундаментальные знания в зрелые промышленные технологии.

2️⃣Формальное отношение преподавателя университета к навязанной ему отчетности о проделанной за год научной работе медленно, но уверенно распространяется на содержание учебных пособий для студентов и аспирантов. С некоторых пор учебники преподаватели не пишут, а просто переписывают через каждые семь лет без какой-либо новой информации о предмете изучения. Плохо и то, что инженер-выпускник верит всему, что написано в таких учебниках и нормативных документах, не подвергая информацию малейшему сомнению, не анализируя ее, не вникая в суть. А это уже опасно и для него, и для производства.

При желании исправить ситуацию быстро и качественно можно и нужно, привлекая к лекциям, семинарам, учебникам реальных технологических и научных лидеров — академических ученых, инженеров-технологов промышленных производств, грамотных заказчиков и высокоинтеллектуальных инвесторов перспективных технических проектов.

3️⃣Механизм финансирования научных исследований через гранты и мегагранты опасен для технических университетов своей краткосрочностью, что порождает у студента состояние безответственности и видимость легкости научного труда.

Уверен, что если проблемы в образовательной системе сформированы искусственно, то они решаемы. Нужно просто общее желание восстановить модель русского университета и наполнить ее реальными позитивными практиками, которые есть почти в каждом российском университете.

Подробнее читайте в «Стимуле».

➡️ Подписаться на канал

#ТерминыИопределения

❓Идея — это что?

Какие ассоциации вызывает у инженера привычный для всех ученых термин «идея» или «научная идея»? Понятно, что без человека идея не возникает, он ее генератор, хранитель и носитель. Есть мнение, что любая новая идея — это объединение множества других, подсмотренных у Природы, увиденных ранее в рисунках, фильмах, сказках, услышанных в лекциях и чьих-то мыслях. Это разнообразие уже существующих внешних сигналов необходимо тому, кто нацелен на решение нужной всем задачи. Можно сформулировать так: идея является результатом синтеза множества сигналов, накапливаемых в подсознании человека для решения жизненно важных задач. По сути, это ответная реакция нашего мышления на выявленные источники затрат и опасностей, мешающие нормально жить, учиться и трудиться.

Получается, что биологический механизм возникновения идеи — один на всех и не зависит от того, кто является ее создателем, — химик, охотник, рыбак, повар, биолог или врач. С точки зрения кибернетики высказанная человеком идея в виде образа (статья, чертеж, доклад) становится информационным сигналом (signum), т. е. знаком, подтверждающим наличие у его носителя ценностных и смысловых знаний. Если такой сигнал принят инженерным сообществом, то идея превращается в информационное сообщение и даже в техническое задание.

Значит, у любой идеи есть всего три функции:
💙 информационный сигнал (например, идея объясняет суть физического явления, процесса);

💙 предупреждающее сообщение (идея опыта, раскрывающего закономерности поведения объекта, его алгоритм);

💙 побуждение к действиям (идея создания технического комплекса, прибора, материала, способа, метода, алгоритма).

Если мы говорим о научной идее, то надо договаривать и про уровень ее полезности для технологического проектного сообщества. Пока этот показатель оценивается эмоционально, указывая, например, на «гениальность» идеи, ее «патентоспособность» или «несбыточность», «разумность» и «здравый смысл».

Инженер оценивает полезность любой научной идеи более объективно на основе ее функциональной значимости. Например, если идея ученого ограничивается только функцией информирования (рекламирования), то это ассоциируется с начальным этапом реализации его потенциала. Если ученый обнаружил закономерности структуры объекта наблюдения, особенности его поведения, то его идея начинает приобретать форму, параметры которой уже можно описывать в техническом задании. Верхом творчества должна быть идея, побуждающая ученого к ее реальному воплощению в полезные для всех технологию и продукт.

Возможно, такое толкование термина «идея» внесет ясность в понимание целей и задач научной и проектной деятельности, а ученый, инженер, заказчик и инвестор смогут лучше понимать друг друга, читая «Дайджесты научных идей».

➡️ Подписаться на канал

⚡️Научный парк ЛЭТИ

Для развития связей в системе «образование–наука–производство» с середины 20-го века при университетах начали создавать структуры с красивым названием «научный парк». В основу их деятельности была положена марксистская фраза о превращении науки в «непосредственную производительную силу», обоснованием которой стала теория «перекрестного обогащения».

В России процесс создания таких парков в конце 20-го века преследовал три цели:

💙 адаптация научного знания к рынку и насыщение его наукоемкой продукцией;
💙 превращение старых промышленных регионов в зоны инноваций;
💙 формирование ученого-творца и инженера-проектанта, ориентирующихся в своей жизни не на прибыль от продаж, а на значимое для общества дело и нравственные ценности.

Таких трудностей, с которыми столкнулись наши университеты, достигая эти цели за последние 30 лет, не было ни у кого в мире. Видимо, без трудностей нет развития. Что в итоге имеем?

Например, впечатляет работа научного парка университета ЛЭТИ. За последние четыре года по запросу потребителя здесь созданы:

💙 методы улучшения внимания, памяти, снятия тревожности путем электростимуляции мозговых зон человека;
💙 метод оперативного выявления аномалий поведения и источников болезней человека и животных по их походке;
💙 метод количественной оценки параметров сосудов легких по их геометрическим параметрам для лечения патологий;
💙 технический комплекс для неразрушающего контроля формы, размера и структуры объекта;
💙 стенд для испытаний и калибровок навигационного оборудования;
💙 математически выверенный алгоритм автоматического управления работой технических устройств в производственных системах, функционирующих с переменной нагрузкой.

❗️Если все, что создается в таких «научных парках», активно приобретается без посредника-менеджера, то это подтверждает спрос на инженеров-творцов и их научные знания. А значит, укрепление связей в системе «образование–наука–производство» рано или поздно приведет к формированию нового психологического типа русского предпринимателя, превратив его из бизнесмена с неопределенными доходами (entrepreneur) в ответственного научного и технологического лидера (intrapreneur).

Надеемся, что так и будет.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

⚡️Микроскоп — уже не только научный прибор

В конце 18-го века русские анатомы и ботаники с помощью микроскопа обнаружили сходство в строении растений и животных, раскрыли структуру почки и опровергли теорию о самопроизвольном зарождении микроорганизмов.

Новые возможности микроскопа проявились в 20-м веке. Используя в качестве источника света рентгеновское излучение, с помощью этого настольного прибора были получены практически все знания в области клеточной теории организмов и структуры материи на микронном уровне.

В 21-м веке физики дали материаловедам возможность анализировать электрохимическое поведение комплексных соединений на уровне их электронных структур, используя электромагнитное излучение огромной яркости, которое включает в себя видимый свет, ультрафиолет, инфракрасное и рентгеновское излучения. Такой свет не поглощается объектом, а только лишь преломляется.

Для работы подобных микроскопов у нас в Сибири создается установка для генерации такого синхротронного излучения, управляя энергией которого с помощью томского «монохроматора» можно творить все, о чем только раньше мечтали.

Оказывается, медики смогут лечить клетку, зараженную вирусом, а нефтяники сумеют максимального выгодно извлекать углеводороды, не разрушая структуры недр. Надо ожидать и создания одностадийных технологий производства материалов с регулируемыми характеристиками и свойствами.

Получается, простой и привычный для всех микроскоп — это не просто научный прибор одного ученого-исследователя, а рабочий инструмент в технологических процессах, связанных с авиастроением,космосом, энергетикой, геохимией и нефтегазовой отраслью.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», то, что делают наши ученые в Сибири, является только первым вариантом реализации их научной идеи об управлении электронными связями в структуре вещества.

Диаметр установки — 230 метров, потому у этого варианта проекта и нет аналогов в мире. И чтобы он соответствовал критериям рациональности и полезности, требуется выполнить еще два условия.

➡️Во-первых, важно, чтобы создаваемая технология не монополизировалась какой-то одной группой ученых. Пока известно, что ее эксплуатация планируется в рамках доступного для всех научно-производственного кластера изготовителей и потребителей. Поэтому практический интерес к такому уникальному микроскопу проявляют уже более десятка академических организаций, отраслевых научных институтов, предприятий добывающей и перерабатывающей промышленности.

➡️Во-вторых, задействование в проекте огромного потенциала всей университетской школы России позволит расширить перечень вариантов реализации научной идеи. Наиболее полезным из них, конечно же, будет более компактный и мобильный генератор синхротронного излучения с возможностью регулирования энергии и длины волны микроскопа в широком диапазоне.

Мы уверены, что и эта задача может быть решена в ближайшее время новым поколением физиков, кибернетиков и материаловедов.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал

❓Мифология современного проектирования

Мифом считается любая интерпретация опыта пережитых обществом трагических событий (войн, революций, переделов, приватизаций, санкций и т.д.). Если объяснение прошедших событий предыдущим поколением не искажает ценности каждого следующего, то миф становится позитивным и помогает молодому ученому и инженеру созидать и творить новое и полезное. В ином случае миф становится ложным и дезориентирует всех в выборе методов освоения окружающего пространства.

➡️Например, неопределенность и непредсказуемость множества природных явлений и социальных событий до сих пор поддерживает ложный миф о том, что весь мир создан якобы всего лишь слепым случаем, а мелкие события прошлого можно экстраполировать на будущее. Негативным следствием такого вероятностного понимания развития будущего является ложное желание быть не полноценным, а конкурентным, т.е. самым умным и самым богатым в моменте.

Такая «конкуренция» в науке и экономике в прошлом веке привела к разделению продукции на военного, гражданского и двойного назначения так, что до сих пор никто не может объяснить инженеру различия в проектных подходах к ее созданию. Например, мы уверены, что никто из инженеров ЮУрГУ не сможет объяснить, почему их оригинальное техническое решение пригодно только для одного «дизеля гражданского назначения». Непонятно также, почему система подготовки горючей смеси, разработанная в Томском университете, может использоваться в газотурбинной установке «гражданского применения», а дроны тульских студентов — лишь для военного дела. Получается, студенты учатся не проектировать новое, а насыщать дополнительными функциями старые изделия в интересах различных заказчиков. Этот миф поддерживается в университетских школах неверной интерпретацией функций инженера-исследователя и инженера-технолога, что приводит к путанице между методологией проектирования продукции и методами организации ее производства.

➡️Есть еще несколько ложных мифов, снижающих ценность инженера и ограничивающих его в развитии. Один из них связан с искусственно организованной погоней за так называемой локализацией чужой технологии. Очевидно, что любые требования «сверху» по уровню локализации иностранных аналогов схожи с прошлыми деструктивными лозунгами типа «Догоним и перегоним» или «Купим все за границей». Но на самом деле за растущими процентами якобы вынужденной локализации отдельных технологических операций скрывается отсутствие желания и умения разрабатывать свою рациональную технологию, более чистую, менее затратную и с востребованными продуктами на выходе.

⚡️По мнению экспертов портала «Техносфера, подъем!», подобная мифология в проектной работе ограничивает не только творческий потенциал ученого, но и создает проблему в образовательной системе подготовки инженеров, не позволяя развиваться русской методологии проектирования собственных промышленных технологий без копирования старого и подражания чужому. Значит, прежде чем проектировать новое, надо исключить все, что мешает этому процессу.

#ОНаукеиТехнологиях

➡️ Подписаться на канал