News image News image News image News image News image News image News image News image


Нанотехнологиии — в строительство
Новости и технологии - Технологии

Анализ современных тенденций развития строительных технологий и материалов в экономически развитых странах мира позволяет утверждать, что основой динамичного развития строительной отрасли на ближайшие 10-20 лет станут материалы и технологии, полученные на основе достижений и разработок в области нанотехнологий. По прогнозам ученых-экономистов, к 2015 году стоимость нанотехнологической продукции в общемировом промышленном производстве должна составить 1 трлн. долларов. Бурное развитие нанотехнологий, с одной стороны, предполагает использование достигнутых результатов фундаментальных исследований в прикладных областях строительной науки, а с другой, само развитие нанотехнологий невозможно без новых подходов к проектированию и строительству зданий.

Действительно, производство нанотрубок или любых других нанообъектов невозможно разместить в зданиях, предназначенных для традиционных промышленных производств. Производственные нанотехнологии ставят специфические задачи перед проектировщиками и строителями всех специальностей. Строгие требования к параметрам воздушной среды, температурно-влажностному режиму, акустическим и антистатическим параметрам помещений, виброизоляции определяют новые требования к проектированию зданий, их конструктивному и объемно-планировочному решениям, а также к выбору материалов и технологий, применяемых при возведении зданий. Символично, что именно конструктивная схема архитектора Букминстера Фуллера, подсказавшая Гарольду Крото и Ричарду Смолли строение структуры знаменитого соединения углерода С60, положила начало широким исследованиям в области нанотехнологий.

Результаты использования в строительстве достижений фундаментальных исследований в области нанотехнологий уже сегодня выглядят впечатляюще. Это конструкционные композиционные материалы с уникальными прочностными характеристиками, новые виды арматурных сталей, уникальные нанопленки для покрытия светопрозрачных конструкций, самоочищающиеся и износостойкие покрытия, паропроницаемые и гибкие стекла. Фантастически выглядят перспективы дальнейшего развития, Например, основания зданий с саморегулирующей системой компенсации усадок грунтов, несущие конструкции зданий, осуществляющие мониторинг собственного напряженно-деформированного состояния, ограждающие конструкции и кровли, аккумулирующие энергию солнца, покрытия, реагирующие на психофизическое состояние людей, фотокаталитические покрытия, — все это должно стать основой современного «умного дома» нового поколения.

К сожалению, перспективы развития прикладной отечественной нанотехнологии могут быть не такими оптимистичными. И дело здесь не в отсутствии талантливых ученых или недостатке финансирования. Беда в том, что выделяемые российским бюджетом деньги могут быть в очередной раз использованы на фундаментальные разработки, плодами которых воспользуются другие государства. Чем отличается утечка мозгов из страны от утечки идей? Принципиально ничем. И в том и другом случае государство берет на себя самую трудную и дорогостоящую работу - подготовить специалиста или заложить теоретическую основу будущих практических успехов. А что дальше? Реальные практические результаты, воплощенные в виде конкретных технологий и материалов, в большинстве своем получены в зарубежных научных центрах, хотя и учеными с российскими фамилиями. Согласно информации ректора МГУ, академика В. А. Садовничего, подготовка одного специалиста в МГУ стоит 400 тыс. долларов. Только выпускники МГУ ежегодно «увозят» за границу 120 млн. долл. И это не считая научных разработок. Стоимость «утечки мозгов» из России за последние 10 лет оценивается в несколько сот миллиардов долларов!

К сожалению, цепочка, обеспечивающая во всем мире успех реализации научных идей и разработок от ее рождения до воплощения в законченную технологию, у нас в России разорвана и заканчивается на стадии фундаментальных исследований или в лучшем случае, на стадии НИОКР. Это в полной мере относится и к строительной науке. Отрыв прикладной науки от фундаментальной и наоборот приводит к появлению популистских «новаций» в виде бетона, модифицированного нанопорошками, стоимостью в сотни долларов за грамм, производимого с использованием дорогостоящего оборудования, отличающегося при этом повышением прочности бетона всего на 30 процентов.

Между тем практическое использование достижений фундаментальной науки в области нанотехнологий для строительства является стратегическим направлением развития прикладной строительной науки. В данном случае показателен зарубежный опыт. Так, например, современное производство бетонов и строительных растворов в развитых странах мира ориентировано именно на применение модифицированных составов. В отдельных странах уровень использования модифицированных бетонов и растворов достигает 100 процентов. Применение модификаторов позволяет создавать бетоны и строительные растворы различного функционального назначения с широким спектром заданных свойств. Индустрия модификаторов на сегодняшний день является высокоинтеллектуальной отраслью строительного производства, своего рода хайтеком строительства. Новым направлением в модификации бетонов и строительных растворов является применение ультрадисперсных, наноразмерных частиц. Работы в данном направлении проводятся в крупнейших компаниях — таких, как Зика (Швейцария), BASF (Германия), «Майти» (Япония), «Элкем» (Норвегия). Анализ публикаций и материалов конференций и симпозиумов, проводимых за рубежом по проблемам практического применения наноматериалов и технологий в последние годы, показал, что данному направлению уделяется особое внимание. В российских источниках также большое внимание уделяется использованию наночастиц при производстве строительных материалов, в том числе бетонов и строительных растворов. Однако в публикациях рассматриваются составы бетонов модифицированных наночастицами, зачастую не имеющие перспектив практического применения в силу высокой стоимости наномодификаторов.

Ситуация, сложившаяся в России с прикладными исследованиями в области нанотехнологий, кардинально отличается от развитых зарубежных стран. Основной вклад в прикладные исследования в строительстве за рубежом вносят научные подразделения промышленных компаний, разработки которых базируются на фундаментальных исследованиях крупных научных центров. Отечественные строительные компании, хотя и понимают необходимость этого, не в состоянии финансировать научные исследования в одиночку. Поэтому стратегической задачей развития нанотехнологий в строительстве является создание доступной инфраструктуры как для разработчиков, так и потребителей новых строительных материалов и технологий. С этой целью современные подходы к разработке строительных технологий и материалов требуют кардинальной модернизации материальной базы научных и прикладных исследований, применения новых научных методик и использования уникального, как правило, дорогостоящего, оборудования для получения новых научных знаний о процессах формирования и свойствах материалов, получаемых на основе нанотехнологий. С учетом современного состояния материальной научной базы большинства научно-образовательных организаций, занимающихся прикладными исследованиями в области строительства, можно сказать, что без концентрации финансовых средств и координации исследовательских и прикладных разработок достичь прогресса в данной области вряд ли возможно. Основой в данном направлении должны стать центры коллективного пользования и единая открытая научно-образовательная сеть, объединяющая ученых, занимающихся фундаментальными и прикладными исследованиями. Обеспечить все научные центры страны современным научным оборудованием вряд ли возможно, даже в условиях благоприятной экономической ситуации, а вот обеспечить возможность доступа к современному оборудованию каждому ученому и дать возможность реализации свежих идей — это реально, и путь к этому — создание научно-образовательных инновационных центров с открытым доступом к их материально-технической базе. Любой желающий реализовать свои идеи и воплотить их в конечный реальный продукт должен иметь эту возможность, и задача таких центров — создать им все необходимые условия. Не секрет, что основной причиной «утечки мозгов» из страны является отсутствие возможности реализовать свои идеи в России. А причиной тому становится недоступность для многих ученых современной материальной базы, которая во многих случаях остается незагруженной и невостребованной внутри крупных научных центров.

Внедрение нанотехнологий в области строительства сдерживается также неготовностью специалистов-строителей воспринимать новый уровень развития строительных технологий и материалов. Это естественно. Без предварительной подготовки сложно понять, как при смешении разнородных и несовместимых на первый взгляд материалов в результате правильного структурирования получается материал со свойствами, нехарактерными для традиционных материалов. Без специально полученных знаний сложно разобраться, как ранее непроницаемые стекла оконных проемов способны пропускать пар или в зависимости от времени суток пропускать заданное количество света строго определенного спектра.

В данном случае неотъемлемым условием успешного внедрения нанотехнологий в строительстве является модернизация образовательного процесса в области строительства. Применение нанотехнологий в строительном производстве увеличивает потребность в высококвалифицированных видах труда. Междисциплинарный характер нанотехнологий и их динамичное развитие определяют новые подходы к образованию и в первую очередь предполагают его непрерывный характер и доступность, что в территориальных масштабах России невозможно без создания открытой сети дистанционного образования. Новые подходы соответственно требуют и новых образовательных стандартов, учебных программ и методик обучения, направленных в первую очередь на развитие системного междисциплинарного подхода. Реализация этих идей должна привести к нивелированию образовательных границ между очным, вечерним и заочным обучением и предоставить обучающимся свободный доступ к занятиям с лучшими преподавателями для любого гражданина России, независимо от его места проживания.

Реализация данных подходов в области строительных нанотехнологий предполагается на базе «Инновационного научно-образовательного центра», создаваемого в рамках инновационной образовательной программы МГСУ «Подготовка нового поколения специалистов в области строительства, создающих безопасную и комфортную среду жизнедеятельности». Основными задачами центра являются: создание общедоступной материально-технической базы коллективного пользования для проведения научных исследований и научного сопровождения инновационных строительных технологий и материалов; формирование открытой научно-образовательной сети в области строительства. И уже сегодня все заинтересованные предприятия и организации, ученые, преподаватели и студенты, работающие в области строительства, могут принять участие в формировании будущего российской строительной науки.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Ученые впервые смогли зафиксировать рост

News image

Платиновые наночастицы Поэтому работа Пола Аливисатоса и его коллег чрезвычайно важна не только для физики твердого те...

Вездесущий графен

News image

Как известно, существует два подхода к синтезу пленок графена большой площади. Первый подход заключается в х...

Соломинка жизни — единственный источник

News image

Lifestraw («соломинка жизни»), переносная система фильтрации питьевой воды, завоевала главный приз на пятом конкурсе Идей, Ме...

Секрет нанобомбы. Мода на приставку «нан

News image

Большинством анекдотов про нанотехнологии мы обязаны первому вице-премьеру Сергею Иванову, автору бессмертной фразы «Продукция на ос...

Имитация кимберлита

News image

Алмаз — абсолютно незаменимый материал в самых разных областях человеческой деятельности, начиная от ювелирной и об...

Почему наночастицы плавятся при низкой т

News image

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические ха...

Куда ведут наноамбиции?

News image

В сегодняшней России щетину успешно заменяют нанотехнологии... Когда я читаю о нанотехнологиях в наших газетах, то хо...

Нанокатализатор FABEROX в топливе для ав

News image

Постоянно возрастающие экологические и энергетические требования к автомобильной технике (стандарты Евро-3, Евро-4 и Евро-5) заставляют ра...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Kyosemi использует в солнечных ячейках фотодиоды шарооб

На 2-ой Международной выставке по генерации электроэнергии с помощью фотовольтаических приборов (Second International Photovoltaic Power Generation Expo), проходившей 27 – 29...

Немецкий лазерный пинцет удостоен американской премии

Немецкая компания JPK Instruments (Берлин) была удостоена американской премии Prism Award for Photonics Innovation. Всего международное жюри оценивало более 135 прод...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.