НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР «НАНОМАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ»: ЗАДАЧИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Потребность в технологической модернизации экономики России затрагивает также одну из материалоемких отраслей — строительство. Широкое использование потребителями зарубежных строительных материалов усугубляет технологическое отставание отечественных производителей строительной индустрии. Попытки копирования строительных технологий позволяют сократить отставание только на короткие периоды. Поэтому необходимы новые прорывные технологии, обеспечивающие импортозамещение и выход отечественных производителей на мировой рынок строительной продукции и технологий.

Принципиально новым подходом к управлению структурой и свойствами различных материалов является нанотехнология, которая по существу является технологией управления структурообразованием вещества на атомно-молекулярном уровне. В настоящее время представлены убедительные примеры эффективности нанотехнологии в различных областях промышленности: электронике, металлургии, ядерной технике и т.д.

В отличие от зарубежного опыта разрозненные отечественные наработки демонстрируют потенциальные возможности и перспективность нанотехнологии в строительстве, в частности, в строительной индустрии, например: неметаллическая арматура, модифицированная наноуглеродными модификаторами; нанопокрытия на оконных стеклах; антивандальные нанопокрытия на ограждающих конструкциях; антикоррозионные нанопокрытия на металлических конструкциях и некоторые другие. Однако перспективность применения нанотехнологии в строительной индустрии не вызывает сомнения вследствие идентичности природы процессов, происходящих при синтезе нанообъектов и при производстве строительных материалов.

Широкое применение нанотехнологии в строительстве сдерживается также отсутствием методической базы для подготовки инновационно-ориентированных бакалавров, магистров и научных кадров высшей квалификации, а также отсутствием обобщающей теории синтеза наноструктурированных и наномодифицированных композиционных строительных материалов. Для решения этих и других актуальных задач в ФГБОУ ВО Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет в рамках Федеральной адресной инвестиционной программы при выполнении мероприятий Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2011-2015 годы» создан Научно-образовательный центр по направлению «Нанотехнология» (НОЦ НТ), а с 14 апреля 2014 переименован в Научно-образовательный центр «Наноматериалы и нанотехнологии».

Основные направления деятельности НОЦ НТ

1. Образовательная деятельность. Реализация результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области современных технологий (особенно нанотехнологии) невозможна без подготовки для предприятий строительной индустрии технических кадров. В настоящее время  образовательная деятельность в НОЦ осуществляется по следующим направлениям:

• подготовка магистров, аспирантов и докторантов по научным специальностям 05.23.05 – Строительные материалы и изделия и 05.16.09 – Материаловедение;
• повышение квалификации для специалистов по программам:

• «Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве»,
• «Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве: эмпирический и модельный подход»,
• «Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве: инструментальная база»
• «Современные методы проектирования и испытания асфальтобетонов по системе «Суперпейв»,
• «Наноразмерный кремнезем: получение, свойства, применение».

2. Научная деятельность направлена на решение актуальных задач в области строительных композитных материалов:

• синтез первичных наноматериалов, предназначенных для регулирования структурообразования строительных композитов и повышения их качества;
• управление внутренним напряженным состоянием посредством синтеза соединений, компенсирующих деформации на границе раздела фаз;
• механохимический синтез минеральных систем с измененным химическим составом и свойствами в поверхностном слое (вяжущих и дисперсных фаз);
• разработка способов управления структурообразованием строительных композитов на этапе эксплуатации изделия (повышение долговечности);
• синтез наноматериалов в системах с равной или сопоставимой растворимостью или температурой плавления компонентов;
• моделирование систем, содержащих первичные наноматериалы.

Решение указанных задач обеспечит разработку теоретических и практических основ нанотехнологии в строительном материаловедении, методологических принципов синтеза конструкционных, дорожных и специальных композитов (радиационно-защитных, химически стойких, теплоизоляционных и др.), формирование и развитие научной школы в области наноструктурированных и наномодифицированных строительных композиционных материалов.

3. Проведение испытаний первичных наноматериалов и наномодифицированных материалов, проведение экспертизы эффективности применения методов нанотехнологии для повышения качества материалов; компонентов и строительных материалов различного назначения, в том числе дорожных материалов.

4. Организационная деятельность. Интеграция усилий коллективов ученых ведущих строительных университетов России и зарубежья для решения задач развития нанотехнологии в строительном материаловедении и внедрения достижений нанотехнологии в строительстве.

Ожидаемые результаты. В краткосрочной перспективе планируется завершить формирование методической базы для подготовки инновационно-ориентированных бакалавров и магистров по направлению «Наноматериалы и нанотехнологии в строительстве», а также научных кадров высшей квалификации. Продолжить формирование научной школы по технологии нано-структурированных и наномодифицированных строительных композитов.

Разработать технологии наноразмерных модификаторов для конструкционных и дорожных бетонов общестроительного и специального назначения. Сформировать механизм для проведения масштабных исследований и технологических проектов с участием российских и зарубежных партнеров.

Развитие и реализация нанотехнологии в строительстве потребует участия специалистов различного профиля. ФГБОУ ВО Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет приглашает к сотрудничеству заинтересованные университеты, научные организации и предприятия.