В рамках научно-технологической программы «Большие вызовы» – 2025 участники направления «Новые материалы и нанотехнологии» работают над созданием защитного покрытия для стали с использованием наночастиц. Применение таких покрытий позволяет повысить стойкость металла к коррозии, в том числе в агрессивных промышленных условиях. Проект выполняется совместно с АО «ТольяттиАзот» — крупнейшим производителем аммиака в России. Оборудование предприятия постоянно подвергается воздействию агрессивных реагентов. Чтобы как можно дольше сохранить оборудование, минимизировать аварийные протечки и исключить незапланированные остановки производства, технологи ищут новые инновационные методы защиты. Одним из таких решений является создание покрытий с наночастицами, способными продлить срок службы стали. На «Больших вызовах» школьники создадут и протестируют образцы таких покрытий.
Команда изучает, как наночастицы оксидов металлов — меди, цинка и никеля — могут улучшить защитные свойства стали, закрывая даже микротрещины и неровности на поверхности. Всё это благодаря особенностям наночастиц, способных проникать даже в микропоры материалов. В перспективе такие покрытия могут быть использованы не только для профилактики, но и для восстановления повреждённого металла.
.jpg)
«Сейчас для защиты оборудования в промышленности в основном применяются лакокрасочные или полимерные покрытия. Однако не все из них устойчивы к высоким температурам и агрессивным средам. Кроме того, часть таких решений являются импортными и сейчас труднодоступны. Поэтому важно разрабатывать отечественные подходы. Наша задача — не просто защитить металл, а сделать это экономически эффективно, технологически безопасно и с возможностью масштабирования. Школьникам мы предложили включиться в эту задачу, отталкиваясь от реальных запросов предприятия. Вначале мы проанализировали образцы стали, затем приступили к синтезу наночастиц. Полученное покрытие уже начали наносить на образцы металлов», — рассказывает кандидат химических наук, научный руководитель проекта, заведующий кафедрой химической технологии и ресурсосбережения Тольяттинского государственного университета Сергей Соков.
Для оценки эффективности покрытий команда планирует провести серию сравнительных экспериментов. Один из ключевых этапов — анализ коррозионной устойчивости стали до и после нанесения покрытия. Участники команды на специальном оборудовании проверят, как меняется состав и поведение разных образцов стали при взаимодействии с покрытием, в каких случаях сталь становится прочнее и устойчивее. Это позволит предложить лучшие составы для разработки защитного покрытия.
«На программу именно по этому направлению я подал заявку осознанно — хочу развиваться именно в направлении наноматериалов. Свой путь я выбрал благодаря папе — он тоже занимается научной деятельностью. В Сириусе я уже успел поработать с приборами, с которыми раньше не сталкивался: металлографическим микроскопом, рамановским спектроскопом, зондовым микроскопом. Кроме того, я намного больше стал разбираться в химии, в целом», — делится участник проекта, десятиклассник из Иваново Егор Шилов.
.jpg)
Команда планирует провести ещё несколько серий экспериментов, чтобы изучить свойства защитных покрытий более детально. Также планируются консультации со специалистами предприятия-партнёра. Полученные данные помогут сделать выводы о том, насколько перспективным является тот или иной состав покрытия и какие параметры синтеза оказывают решающее влияние.
«Очень интересно, что мы работаем с реальными задачами и материалами, которые применяются на производстве. Это совсем не то же самое, чем просто учебный эксперимент. Тут многое зависит от выбора методики, точности, от того, как мы настроим параметры. Впереди ещё много новых методов, которые мы пока не пробовали, но уже ждём следующего этапа», — отмечает девятиклассница из Тольятти Ульяна Зюбина.
Предприятие-партнёр уже выразило заинтересованность в дальнейшем развитии проекта.
