МЕНЬШЕ ЭНЕРГИИ, БОЛЬШЕ ТВЕРДОСТИ

- Альмир Максумович, каких результатов достигла лаборатория керамики за последнее время?

- Мы получили целый ряд новых прототипов материалов, с широким использованием в них техногенных отходов. Конечно, использование отходов существовало и раньше. Так, когда наши ТЭЦ работали на угле, было много золы. Оказалось, зола – это хороший продукт, его быстро «растащили». Вообще, всегда так: «Новое – это хорошо забытое старое». Но сейчас другой этап. В значительной степени это связано с тем, что промышленность выдает новые отходы.

Также нами разработана технология получения керамического материала с температурами обжига на 80 - 100 градусов ниже традиционных. То есть это позволяет уменьшить энергоемкость производства.

Получены прототипы материалов с прочностью при сжатии свыше 1 тысячи килограммов на квадратный сантиметр. Кроме того получена достаточно широкая цветовая гамма материалов.

- Решение каких задач оказалось при этом наиболее актуальным?

- Это изучение возникающих дефектов, в первую очередь трещин в материале, их последующий рост, который и приводит к разрушению материала. Как известно, дефекты кристаллической решетки есть даже в алмазе. Они неизбежны. Любой материал при температуре выше абсолютного нуля будет иметь дефекты. А ведь очень важно знать их развитие. И это можно сделать при помощи современного оборудования, которое было приобретено в КФУ.

Мы хотим исследовать и понять реальные механизмы разрушения материала. Трещины в любом материале расположены хаотично. В керамических материалах под воздействием нагрузки рост трещин перестраивается параллельно оси нагрузки. Это важно понимать, и это целая наука. С давних времен и очень плодотворно данным вопросом занимается в России Петербургский физтех Российской академии наук. Это очень мощная школа. Но данные опыты пока не ставились на керамических строительных материалах.

- Можно подробнее рассказать про это оборудование, которое вы упомянули? В чем его уникальность, есть ли в Казани аналогичное оборудование?

- Современные приборы – очень сложное оборудование. Например, для того, чтобы правильно установить современный электронный микроскоп, надо в фундамент заложить 20 кубов бетона.

Конечно, в одной лаборатории собрать все невозможно. Однако именно Казанский университет способен консолидировать такие важнейшие направления, как физика твердого тела, химия твердого тела и геология, а именно они и составляют фундамент современного материаловедения.

Из недавних приобретений назову микрорентгеновский компьютерный томограф. В прошлом году это оборудование было приобретено университетом.

Оно совершенно уникально. Первое было в МГУ. Это оборудование General Electric, которое компания предоставляет учебным заведениям. Насколько мне известно, промышленности они не продают.

СТЫК ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НАУКИ

- Какое еще оборудование вы применяете в своей деятельности?

- Вот, посмотрите, это твердомер. С помощью него мы проверяем полученные образцы на прочность при сжатии. А это очень важная механическая характеристика материал. Здесь методика исследования такая: имеются два микроскопа. Я определяю интересующую меня точку и под фиксированной нагрузкой конусообразным алмазным тендером вдавливаю по глубине проникновения.

Есть и японский рентгеновский дифрактомер. Это единственный дифрактомер в Казани, в который встроена печка. И мы можем посмотреть, что происходит с материалом при воздействии на него температурой.

- Что нового для практического применения дают знания данных качеств материалов?

- Мы подходим к очередному шагу в расширении применения керамики, в том числе и в строительстве. Этим мы существенно расширяем сырьевую базу. Керамика на основе глины – это традиционно. Сегодня в оборот включены очень многие природные ресурсы, причем это не только глины.

Как я уже говорил, мы широко проводим опыты с использованием промышленных отходов, стремясь получить определенные, нужные нам характеристики. Изучаем, как они ведут себя с глиной, другими материалами. Нам удалось получить материалы с высокими прочностными характеристиками.

Также очень интересный момент – изменение цвета. Необязательно это делать как в прошлом-позапрошлом веке, с помощью примесей, пигментов. Это скоро возможно будет сделать при помощи новых методов обработки поверхности. Так, создав на поверхности материала своеобразную дифракционную решетку в микрометровом диапазоне, мы можем обойтись без пигментов. И мы будем идти мимо здания, а оно будет переливаться разными цветами. Это уже не фантазия, мы понимаем, как к этому подойти.

Важная характеристика материала, на которую мы начали обращать внимание, – это тактильные ощущения, а именно: приятно на ощупь или нет. Есть материалы, прикосновение к которым вызывает неудовольствие, например, они могут быть холодными. Один из новых керамических образцов мы назвали «интерьер», потому что к нему очень приятно прикасаться.

- Серьезной проблемой является разрыв теории от практики, от возникновения идеи до ее широкомасштабной реализации.

- Конечно, от лаборатории до промышленного производства путь достаточно серьезный. Сегодня правительство России принимает меры, чтобы обеспечить стык промышленности и науки, поощряет совместную деятельность. В КФУ есть опыт такой работы с крупнейшими предприятиями республики. Там достаточно серьезная бюджетная поддержка. Этот опыт необходимо переносить и на керамическую промышленность. Наша лаборатория активно сотрудничает с предприятиями керамической отрасли.

- Вы занимаетесь только разработкой новых материалов для внедрения в их промышленность?

- Не только. С помощью новых технологий мы можем обнаружить новые грани старых материалов. И там тоже открывается много нового. Сфероконусы, керамические трубы, черепица, которые вы, наверное, видели в музеях. Поразительно то, что когда мы исследуем их современными методами, то обнаруживаем очень интересный момент в структуре: достаточно крупные выросшие кристаллы, которых не было в исходном материале! Это значит, что наши предки вырастили их – они интуитивно понимали, что надо делать! Поэтому керамика, наверное, была в первую очередь искусством, а потом уже ремеслом. Но это все было построено на опыте. Сегодня наша задача – вот этот язык эмпирики перевести на четкий, понятный, аналитически определяемый научный язык физики и химии. Это надо сделать, и мы настойчиво будем над этим работать.