Нет ничего практичнее хорошей теории Р Кирхгоф ЗАДАЧИ

Нет ничего практичнее хорошей теории. Р. Кирхгоф ЗАДАЧИ И ПЕРСПЕКТИВЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Докладчик: Директор НОЦ НТ Королев Е. В.

В мире нет ничего сильнее идеи, чье время пришло. В. Гюго Мифы нанотехнологии • Безотходность технологии • Наномашины и нанороботы • «Серой слизи»

Сложности ожидают там, где пытаешься упростить. Г. Малкин Задачи • Методология технико-экономической оценки внедрения нанотехнологии в строительство • Токсикологическое влияние нанообъектов на здоровье человека • Определить рациональную траекторию наноструктурирования строительных материалов

Задача № 1 Коэффициент эффективности: Ф qef= k C C – относительная стоимость технологии Фk– относительное изменение обобщённого показателя качества материала Ключевые подзадачи: 1) Разработать методики расчета экономических показателей, учитывающих весь жизненный цикл работы материала. 2) Сформулировать обобщенный критерий качества материала. 3) Установить перечни и граничные значения свойств материала.

Критерий экономической эффективности qi – расход ресурса на изготовление изделия ti – продолжительность эксплуатации qp – расход ресурса на поддержание изделия в работоспособном состоянии tp – продолжительность межремонтного периода qe – энергопотребление в процессе эксплуатации изделия

Задача № 2. Экологические проблемы наночастиц ! Наночастицы, на введении которых основаны разрабатываемые технологии как российских, так и зарубежных строительных материалов, могут попадать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или другими путями. Причём негативные эффекты от введения нанотрубок превосходили результаты воздействия асбеста и кристаллического кремнезёма. Такие же проблемы выявлены при использовании наночастиц титана и серебра. Ключевые подзадачи: 1) Подобрать способы и режимы обработки, обеспечивающие однородное распределение наночастиц по объему среды-носителя и строительного материала 2) Подобрать вспомогательные вещества, обеспечивающие агрегативную стабильность коллоидных систем и удаляющиеся для реализации потенциала наночастиц

Причины проблем являются решениями. Закон Мерфи Проблемы однородного распределения нанообъектов 1) Сила притяжения при do<

Задача № 3. Траектории наноструктурирования и наномодифицирования строительных материалов • • Введение в материал синтезированных нанообъектов Синтез нанообъектов в материале в процессе его изготовления

Другие задачи • Отсутствие инженерных кадров, способных к обеспечению технологического процесса изготовления новых строительных материалов • Отсутствие научных центров, оснащенных современным научным и испытательным оборудованием • Отсутствие информационной и нормативной базы

Проблемы подготовки инженерных кадров

Кадровые проблемы технологической модернизации • Критический недостаток специалистов, способных реализовывать проекты технологической модернизации: • Дефицит современной технологической культуры • Дефицит языковой подготовки • Дефицит управленческих компетенций • Недостаточность фундаментального образования • Ключевая проблема проблем – низкий престиж инженерного образования

Качество приема в вузы 2011 г.

Расходы на одного студента

Введение нанообъектов, исследование зависимостей состав-свойство без широкого привлечения естественнонаучных методов Высокие затраты ресурсов, трудности обобщения результатов, сложность прогноза Приоритетная роль в развитии технологии управления структурообразованием на молекулярном уровне принадлежит специализированным подразделениям: научнообразовательным центрам

Рациональная методика наноструктурирования строительных материалов Приборная база Структурные модели Синтез нанообъектов в процессе структурообразования Формирование наноразмерных слоёв на межфазных границах

Оснащение НОЦ НТ

Моделирование структурообразования и прогноз свойств

Образовательная деятельность

www. nocnt. ru

Выводы • Современная нормативная база не способствует развитию нанотехнологий в строительстве. • Введение наночастиц (3 D-нанообъектов) приводит к возникновению экологических проблем. Кроме того, использование активных способов распределения нанообъектов (ультразвук) в диапазоне частот промышленных аппаратов не может обеспечить гомогенизацию смесей, а применение вспомогательных веществ блокирует активную поверхность нанообъетов и не позволяет реализовать их потенциал. • Стратегия реализации современной нанотехнологии в строительстве должна базироваться на использовании запасённой в веществе химической энергии, т. е. перспективны химические методы синтеза нанообъектов. • Производство строительных материалов должно проводиться на базе традиционных объёмных технологий, поэтому способы управления структурообразованием должны осуществляться без существенного изменения технологической линии.

Какая медлительная страна! – сказала Королева. – Ну, в здесь, знаешь ли приходиться бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте! Если хочешь попасть в другое место, тогда нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее! Л. Кэрролл «Алиса в зазеркалье» Спасибо за внимание!