Ученые Института неорганической химии (ИНХ) им. А. В. Николаева СО РАН разработали пленочные гетероструктуры для покрытия имплантов, состоящие из подслоя золота или иридия. Полученные соединения в ходе нового исследования показали высокие антибактериальные свойства, сообщило официальное издание СО РАН "Наука в Сибири". Современные имплантаты, как правило, изготавливаются из нержавеющей стали, титана и различных сплавов металлов. Проблемой для таких имплантатов, мешающей им приживаться в организме, становятся бактерии, которые образуют биопленки и отличаются повышенной устойчивостью к действию иммунной системы. Чтобы препятствовать размножению бактериальных колоний, на поверхность имплантатов наносят специальные покрытия. В медицине еще не выработан идеальный состав таких покрытий, продолжаются поиски наиболее эффективного материала.

"Ученые ИНХ СО РАН предлагают наносить на имплантаты пленочные гетероструктуры, полученные методами физического и химического осаждения из газовой фазы. Это позволяет проводить эксперименты при относительно низких температурах и работать с изделиями сложной 3D-геометрии", - говорится в сообщении.

Новые покрытия

Как сообщила главный научный сотрудник ИНХ СО РАН, доктор химических наук Наталья Морозова, полученные учеными структуры представляют собой биоматериалы с подслоем металлов платиновой группы или золота, на который затем наносится активный компонент - серебро с различной концентрацией и поверхностным состоянием (наночастицы, нанокластеры, островковые или тонкие сплошные пленки). "Иридий и золото выбраны в качестве подслоя для активации антибактериального эффекта, который определяется разницей потенциалов в гальванических парах "серебро - благородный металл" и, соответственно, динамикой выделения серебра в биологическую среду", - пояснила она.

Ученые исследовали действие таких покрытий по отношению к наиболее распространенным в онкологической практике колониям грамположительных (S. аureus, золотистый стафилококк) и грамотрицательных (P. аeruginosa, синегнойная палочка) бактерий. В качестве материала имплантата ученые использовали сплав, на который наносили подслои иридия или золота толщиной порядка 1 мкм, а затем на поверхность осаждали антибактериальный компонент - серебро в различных состояниях. Исследование биосовместимости проходило на культурах клеток и при подкожной имплантации образцов лабораторным животным (имплантаты туда помещали сроком на 30 и 90 дней). "Результаты экспериментов показали, что покрытие с подслоем из золота, на поверхности которого оксидная фаза серебра является преобладающей, демонстрировало менее интенсивный, но более пролонгированный процесс растворения серебра. Такие образцы показали отсутствие признаков воспаления даже при длительных временах имплантации. Структура с подслоем из иридия, в свою очередь, характеризовалась максимальным растворением основной части серебра", - пишет издание.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20719559

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с предприятием "Протон-ПМ" разработали технологию повышения прочности турбин ракетных двигателей с помощью порошковых металлических материалов. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.

"Существующие варианты позволяют сделать деталь прочнее либо с помощью технологических приемов, либо изменяя химическую формулу, что влияет на их характеристики. Наше решение помогло стабилизировать механические свойства жаропрочного никелевого сплава за счет ввода модифицирующего состава. Он повышает показатели прочности на 10-20% по сравнению с уровнем, заявленным конструкторами. Вместе с тем химическая формула сплава остается неизменной", - рассказал заместитель главного металлурга АО "Протон-ПМ", магистр ПНИПУ Максим Рожков.

Как пояснили в университете, турбонасосный агрегат составляет "сердце" ракетных и авиационных двигателей. Самые главные детали агрегата изготавливают методом литья из жаропрочных никелевых сплавов, в структуре которых присутствуют соединения металлов с углеродом (карбиды), обеспечивающие прочность деталей при высоких температурах. Разрушение одной детали может привести к выходу из строя всего механизма агрегата. Специалисты АО "Протон-ПМ" совместно с учеными Пермского политеха предлагают вводить в никелевые сплавы модификатор на основе карбонитридов (порошковых металлических материалов), чтобы повысить прочность деталей.

По словам ученых, модифицированный состав состоит из алюминиевой стружки, титановой губки и мелкодисперсного порошка карбонитрида титана. Полученный сплав специалисты испытали на растяжение при разных температурах, исследовали его ударную вязкость - способность поглощать механическую энергию в процессе деформации.

"Мы установили, что комплексное модифицирование сплава повысило предел прочности на 10% и ударную вязкость на 30% по сравнению с серийным сплавом. Свойства улучшились за счет равномерного распределения карбидных фаз по всему объему сплава. Такое упрочнение приводит к измельчению кристаллической структуры металла и снижению микропористости, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках деталей и готовых изделий", - пояснил главный металлург АО "Протон-ПМ" Алексей Шумков.

Как отметили в ПНИПУ, решение пермских ученых уже апробировано в АО "Протон-ПМ", а результаты исследования опубликованы в журнале "Литейное производство" №2 за 2024 год.

О предприятии

АО "Протон-ПМ" входит в интегрированную структуру АО "НПО Энергомаш" Госкорпорации "Роскосмос". Компания производит жидкостные ракетные двигатели, в том числе РД-276 для первой ступени ракет-носителей тяжелого класса "Протон-М" и РД-191 для семейства ракет-носителей "Ангара" разных классов. Предприятие является координатором программы развития кластера ракетного двигателестроения "Технополис "Новый Звездный" в Перми, который реализуется в рамках соглашения между правительством Пермского края и Госкорпорацией "Роскосмос".

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20719665

ДОМ.РФ начал работу над общероссийским открытым реестром проектных организаций, применяющих технологии информационного моделирования (ТИМ) в жилищном строительстве, сообщила пресс-служба госкомпании.

"Реестр создается для быстрого и удобного доступа застройщиков к информации о проектных компаниях, использующих ТИМ, и программном обеспечении, которое они применяют. Доступ к ресурсу будет открыт всем участникам строительной отрасли в рамках Единой информационной системы жилищного строительства на портале наш.дом.рф, а сам список будет регулярно обновляться", - говорится в сообщении.

По мнению управляющего директора по IT и цифровой трансформации ДОМ.РФ Николая Козака, реестр станет серьезным инструментом для поддержания здоровой конкуренции на рынке девелопмента. "В преддверии обязательного перехода отрасли на ТИМ ряд застройщиков может столкнуться с проблемой поиска организаций, проектирующих с применением таких технологий. Для того, чтобы упростить и ускорить процессы взаимодействия, мы создаем специальный реестр, который будет работать системно и оперативно обновляться", - приводит пресс-служба его комментарий.

По словам Козака, компании-проектировщики, заинтересованные в масштабировании и развитии бизнеса, из любой точки страны могут обратиться в ДОМ.РФ и направить данные для включения в реестр. В этом перечне будут указаны контактные данные организации и регион, используемое программное обеспечение, а также разделы проектной документации, где организация применяет ТИМ: архитектурные решения, интерьеры, металлоконструкции, планирование земельного участка, коммуникации и т.д. Применение технологий информационного моделирования, по оценкам ДОМ.РФ, повышает эффективность в стройке, в том числе сокращает бумажный документооборот на 85%, сроки обработки документов на 50%, сокращает ошибки при проектировании на 80%. С 1 июля 2024 года все новые проекты в жилищном строительстве должны будут возводиться с применением ТИМ, а с 1 января 2025 года и все девелоперские проекты жилья на этапе строительства.

Источник: https://tass.ru/nedvizhimost/20703965

Специалисты Национального исследовательского университета МЭИ разработали новую технологию получения водорода. Как сообщили в пресс-службе НИУ "МЭИ", в качестве сырья используются конвертерные газы - побочный продукт производства стали в кислородных конвертерах.

"Схема разработанной технологии основана на добавлении природного газа в поток конвертерных газов (побочного продукта металлургического производства), что позволяет резко снизить их температуру за счет протекания углекислотной переработки газа и получить водородсодержащий газ. Такой метод основан на принципе безотходности при проведении процесса энергохимического накопления энергии", - отметили в пресс-службе. Проведенные расчеты показали, что на металлургическом предприятии с объемом производства 10 млн тонн конвертерной стали в год возможно получение 92 тыс. тонн водорода, себестоимость которого составит не более 7 рублей за кубометр. При этом достигается экологический эффект: выделение парниковых газов на предприятии сократится на 947 тыс. тонн в год.

Работа выполнена в рамках программы научных исследований "Приоритет 2030: технологии будущего" под руководством доцента Сергея Петина. Проведена разработка и численное моделирование главной установки для работы по новой технологии реактора энергохимического накопления энергии. Уникальной особенностью реактора является использование отходов металлургического производства в качестве временного катализатора с последующим их возвратом в технологический процесс.

"Новая разработка наших ученых способна решить две задачи одновременно - сократить углеродный след тяжелой промышленности и разработать новую и доступную технологию производства водорода. Более того, способ является новым шагом методологии интенсивного энергосбережения, которая считается основоположником общего прогресса теплотехнологических систем и комплексов, в первую очередь энергоемких отраслей промышленности", рассказал ректор НИУ "МЭИ" Николай Рогалев.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20707155