Наноалмазные «копи» завода «Пластмасс»

Синтетические алмазы рождаются, если говорить кратко, детонационнным способом при взрыве, из углерода, который содержится в молекулах взрывчатого вещества. Какой силы нужен «взрыв», чтобы разработчиков уникальной нанотехнологии услышали в чиновничьих кабинетах министерства обороны?

Из истории метода

Вспомним о том, как зарождался метод производства наноалмазов в отечественной оборонной промышленности, в частности, на копейском заводе «Пластмасс».

Детонационный метод получения ультрадисперсных алмазов был открыт уральскими учеными в шестидесятые годы. Как и все новации в оборонной промышленности, метод долгое время был засекречен. И только в девяностые годы на двух комбинатах страны началось опытно-промышленное производство ультрадисперсных алмазов. Общий выпуск очищенных наноалмазов составлял тогда 50-60 килограммов в месяц.

Завод «Пластмасс», с начала девяностых развивавший направление по утилизации боеприпасов, впервые обратил внимание на перспективный проект детонационного синтеза наноструктур в 2000 году. Заместитель генерального директора предприятия по инновациям и развитию Владимир Дружинин, стоявший у истоков внедрения на заводе уникального метода, рассказывает:

— Технология получения наноалмазов подразделяется на два основных этапа. На первом синтезируют наноалмазную шихту методом подрыва, на втором — идет ее очистка от неалмазных форм углерода и несгораемых примесей, чтобы получить чистый ультрадисперсный алмаз. Завод «Пластмасс», разработав уникальную технологию синтеза наноструктур, производит только шихту.

Алмазная грязь

Шихта, вымываемая водой из взрывной камеры, после подрыва заряда представляет собой влажную, грязную массу. Пройди по такой «грязи» где-нибудь на улице, не поймешь, что она алмазная. Потребителям желеобразная шихта отправляется во флягах.

— Наш завод, в отличие от других производителей, синтезирует алмазную шихту методом подрыва в ледяных оболочках, — продолжает Владимир Георгиевич. — Смысл в том, что заряд погружают в ледяную оболочку, а затем в полость взрывной камеры. После взрыва получается водная суспензия, которая проходит стадии разделения и осушения. Испытания показали, что выход конечного продукта — наноалмаза — из нее составляет от восьми до десяти процентов массы взорванного заряда.

Владимир Дружинин показал журналисту взрывные камеры, изготовленные из высокопрочной стали. Они практически вечные, срок их службы не ограничен. На заводе работают три взрывные камеры суммарной производительностью около тысячи килограммов наношихты в месяц.

— Наш завод, — говорит генеральный директор предприятия Олег Лисицин, — единственный на Южном Урале производитель современных промышленных взрывчатых веществ широкого спектра для проведения взрывных работ различной степени сложности, в любых условиях. В том числе извлекается взрывчатка и из утилизированных, устаревших видов боеприпасов по безопасным и безвредным технологиям. А получение продукта утилизации в качестве компонента зарядов для получения наноалмазной шихты — это прекрасная возможность создания инновационного материала практически из ничего: из вторсырья, подлежащего уничтожению.

Красивый проект

В развитие нового направления, с целью получения шихты, содержащей наноалмазы, предприятие вложило более ста миллионов рублей. Были освоены технологии вымывания гексогена из утилизируемых боеприпасов ствольной артиллерии, производства прессованных гексогено-графитовых, графит-октогеновых и гексогено-тротиловых шашек для синтеза алмазов во взрывных камерах, приобретено три реактора для наносинтеза. В перспективе завод «Пластмасс» готов освоить весь технологический процесс производства наноалмазов, а пока драгоценный продукт из копейской шихты получают предприятия-партнеры. Завод готов стать единственным в России, где весь процесс получения наноалмазов происходит на одной площадке.

Спрос на шихту велик во всем мире. Ведь наноалмазы находят применение в космических технологиях, медицине, используются для электрохимического покрытия благородными и неблагородными металлами, оксидирования (анодирования) алюминия и его сплавов, производстве смазочных масел, микроабразивных и полировальных составов, полимерных композиций, резин и каучуков, систем магнитной записи, микроэлектронике и т.д. Перечень велик, ученые продолжают исследовать область применения наноалмазов для создания нанокомпозиционных материалов. «Красивый проект», — сходятся во мнении специалисты-оборонщики. К тому же многообещающий.

Пустой портфель

Массовое производство относительно дешевой наноалмазной шихты по уникальной технологии, разработанной на копейском заводе «Пластмасс», не только возможно, но и востребовано рынком. Его потенциальную емкость эксперты оценивают в десятки тонн ежегодно. Но сложился дисбаланс государственных интересов — шихту, содержащую наноалмазы, в России никто не покупает. Пока лучшую в мире копейскую шихту приобретает лишь ОАО «Синта-Беларусь» из Минска. Извлеченные из уральского сырья ультрадисперсные наноалмазы компания продает за границу.

В принципе, копейский оборонный завод изначально был предназначен для иных целей. Не секрет и то, что в мирное время оборонные заводы задействуются на 3-4 процента от своих мощностей. Сегодня же отечественный оборонный заказ опустился до нулевой отметки. Копейчане, чтобы сохранить надежду на будущее и спасти завод, его рабочий костяк и специалистов, совершили дерзкий прорыв в область нанотехнологий. Но ни помощи, ни поддержки минобороны России так и не дождались. Так министерство — заказчик или покупатель? Не прослеживается ни то и ни другое. К тому же приходится констатировать факт, что чиновничья рать минобороны, довольствуясь посредническими услугами «Росминэкспорта», препятствует выходу копейского «Пластмасса» на отечественный и мировой рынки. Вот и получается, что совершив прорыв в стратегическую область российской экономики, завод без поддержки извне не в состоянии работать с непрофильными активами, каковыми для копейчан является производство алмазной шихты.

За державу обидно

Министерству обороны куда проще и экономичнее, сотрясая Челябинскую область мощными взрывами, уничтожать на том же чебаркульском полигоне тысячи тонн бомб и снарядов с просроченным сроком хранения. Ну и пусть разрушаются здания областного центра, зато «дешево и сердито». Городской газете сложно разобраться в казуистике существующих проблем, но легко понять разочарование местных оборонщиков. Хотели как лучше, а получилось как всегда. За державу обидно.

Главный технолог завода Александр Ерушев, ведущий технолог Софья Кустова, начальник участка по производству наноалмазной шихты Елена Быкова, начальники цехов Александр Пика, Владимир Янаев положили на алтарь уникальной технологии нанопродукта немало сил, энергии, знаний. Но ни оптимизма в душе, ни денег в кошельке не прибавилось.

Уголь, выдаваемый на-гора из шахты, некогда кормил город. Алмазы, получаемые из шихты, смогли бы, по крайнее мере, облегчить экономическое бремя оборонного завода.

Справка

• Один килограмм шихты стоит в среднем около 600 долларов.
• Нано – одна миллиардная часть единого целого (10-9).
• Ультрадисперсные – системы, содержащие частицы размером от 1 до 100 нанометров.
• Шихта – смесь разных углей в определенной пропорции.
• Дисперсия – состояние большего или меньшего раздробления вещества.