Как украинские ученые пытаются победить рак. Эффективно применить аутовакцинотерапию можно у больных с первой, второй и третьей стадией рака. Шанс есть даже у считающихся неизлечимыми. В Институте экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии лечилось более пяти тысяч пациентов. Среди них несколько десятков больных в четвёртой стадии, которые после операции получили курс аутовакцины. Многих из них наблюдают в институте более десяти лет. Разработкой противоопухолевых вакцин руководит профессор Григорий Потебня. Он возглавляет отдел в Институте экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии. Его вакцина индивидуальная. После операции препарат готовят из опухолевой ткани пациента. Лучевую либо химиотерапию применяют, чтобы прошла «тяжёлая артиллерия», цель которой — убить опухолевые клетки, попавшие в лимфо- и кровоток. А потом вакцина активирует специальные клетки иммунной системы — макрофаги и лимфоциты. Они распознают и уничтожают микроскопические опухолевые зачатки. Среди них есть иммунные клетки памяти, которые сохраняют информацию об опухолевых «врагах». На поверхности каждой опухолевой клетки есть свой набор антигенов. Вакцина учит иммунную систему человека распознавать их и уничтожать эти клетки. К сожалению, несмотря на доказанный эффект, 25 патентов, методические рекомендации, научные статьи и монографии, вакцину до сих пор не поставили на поток. Институт относится к Национальной академии наук. Лечением больных занимается Минздрав. Он может сделать госзаказ, чтобы ученые сами готовили такие вакцины для больных. Это реально, у них есть биотехнологический центр, который они  сами создали, сотрудники, реактивы, опыт. Но Минздраву это, видимо,  неинтересно.

Генерируя электроимпульсы, «Тренар» заставляет повреждённые конечности копировать движения здоровых. Почти 7 тысяч пациентов на всю жизнь запомнят забавное название «Тренар». Именно так называется удивительный аппарат, способный в корне изменить жизнь пациентов, переживших инсульт, страдающих от патологии центральной или периферической нервной системы, церебрального паралича и многих других заболеваний, которые так или иначе влияют на мышцы и двигательный аппарат.  Дело в том, что «Тренар» при помощи электроимпульсов обучает повреждённые мышцы заданным движениям не только по заранее заготовленным программам, но и имитируя действия человека во время тренировки. Например, пациент, у которого по какой-то причине снижена функциональность правой руки, может с помощью «Тренара» обучать её, двигая левой рукой. «Устройство незаменимо и не имеет аналогов при восстановлении двигательных функций после травм и тяжёлых заболеваний нервной системы», — говорит Майя Вовк из Международного научно-учебного центра информационных технологий и систем НАН Украины. Серийное производство «Тренара-01» начато ещё в 2010 году — с тех пор он установлен в 13 клиниках и курортах по всей Украине. Аппарат имеет компактные размеры и автономную подзарядку, а предустановленные программы позволяют использовать его на начальных этапах реабилитации больных. Более сложный «Тренар-02», производство которого началось в 2012 году, работает в двух киевских клиниках. Оба опережают по функциональности аналогичные аппараты иностранного производства, в первую очередь из-за способности обучать мышцы по примеру работающих. И стоят в 5–7 раз дешевле импортных.

Ближе к солнцу. Наступление эпохи электромобилей необратимо даже в Украине, которая пока в технологическом плане отстаёт от развитых стран на десятилетия. Продажи электромобилей — пока штучные, и не в последнюю очередь из-за отсутствия инфраструктуры. Электрозарядки в Украине экзотичны по большей части из-за своей дороговизны. Но в скором времени всё может измениться благодаря усилиям украинской компании Rentechno, которая создала собственные зарядки для электрокаров: работающие от энергии солнца, не уступающие импортным аналогам по эффективности и сильно выигрывающие в цене. Компания представила два вида зарядных станций: домашние настенные и уличные «столбики» стоимостью от 30 тыс. грн. Для сравнения: оборудование, которое пионер электромобилей — компания Tesla использует в США, примерно в 50 раз дороже.

Depo.ua  предлагает познакомиться с современными учеными, которые совершили прорыв в знаниях о нашей планете.

За два шага от нобелевки. Разработки украинского ученого доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией Института теоретической физики им. Боголюбова НАН Украины Сергея Шарапова стали основой для целого ряда известных работ западных ученых, в частности, Виталия Гинзбурга и Клауса фон Клитцинга. С.Шарапов вместе с коллегой Валерием Гусининым работали таеже над открытием графена (модификация углерода, с помощью которой можно создавать транзисторы нового типа и сверхчувствительные сенсоры, позволяющие фиксировать даже отдельные молекулы вещества) одновременно с британскими учеными Андреем Геймом и Константином Новоселовым, которые стали Нобелевскими лауреатами.

Для понимания, графен – это.

Марина Роднина: Украинская гордость Германии (развивать карьеру Роднина начала в Киеве, уже в 1990 году переехала в Германию). Сейчас украинка, выходец из Института молекулярной биологии и генетики НАН Украины, возглавляет Институт Макса Планка в Гетингене. Достижения Родниной получили высокую оценку – и не только эмоциональную. Так, за исследования функций рибосом ученая получила премию Лейбница размером в 2,5 млн евро. Деньги выделили на развитие исследования и дальнейшие идеи.

Преемник Галилея. Профессор, доктор физико-математических наук из Черновцов Олег Ангельский стал первым украинским ученым, удостоенным Международной премии Галилео Галилея за достижения в области оптики, также физика включили в EOS (Мировое оптическое сообщество). Ангельский – написал более 300 статей для международных журналов, а также выступил автором или соавтором шести опубликованных в США монографий. Ученый проводит исследования по голографии, статистической и корреляционной оптике, оптической диагностике шероховатых поверхностей.

Снайпер не может промахнуться. Ученые направляют усилия не только на развитие теории. Разработка Рубанова в сфере военного IT имеет практический характер, хоть и основана на плодотворной работе. Украинский математик и исследователь посвятил восемь лет изучению процессов в человеческом мозге. Свои знания воплотил в шлеме для снайперов, который помогает избежать ошибки и спасти жизнь бойцу. Правда, базой для экспериментов стала не Украина: инновационный гаджет родился после ряда исследований, проведенных в Мичиганском университете. В шлем «встроен» алгоритм правильных действий, созданный на основе анализа активности мозга снайперов, которые осуществили успешные выстрелы. Система интегрируется с мозгом человека, который его надевает и сравнивает процессы в мозгу «хозяина» с имеющимся алгоритмом.

Другие новые военные технологии и оборудование  созданы в содружестве с  польскими  специалистами. Новые технологии для вооруженных сил Украины были показаны в конце апреля текущего года на полигоне «Девички» в Киевской области.

В экспозиции компании «ЧеЗаРа» («Черниговский завод радиоприборов») демонстрировался беспилотный летательный аппарат (БПЛА) мини-класса FlyEye и барражирующий боеприпас Warmate. Оба экспоната созданы польской компанией WB Electronics (вот пример  тесного сотрудничества с зарубежными коллегами!). В ближайшем будущем компания «ЧеЗаРа» планирует начать производство обеих систем на собственных мощностях. Это не единственный пример сотрудничества военных специалистов. По  словам российского эксперта в области беспилотных систем Дениса Федутинова, в апреле текущего года компания WB Electronics сообщила о планах поставок этих систем в две страны, которые участвуют в вооруженных конфликтах. Он отметил, что ранее «компания «ЧеЗаРа», которая занималась космическим приборостроением, таким образом диверсифицирует свое производство». Ранее сообщалось, что с 2015 г. БПЛА FlyEye используются в боевых действиях на Донбассе.

«Что же касается польских разработчиков беспилотных систем из компании WB Electronics, то известно, что они вели переговоры с различными компаниями украинского ОПК. В частности, сообщалось о планах по совместному созданию беспилотных систем с авиастроительной компанией «Антонов». 

Немного истории. Благодаря многим изобретениям украинских ученых удалось ускорить технический прогресс и существенно облегчить жизнью людям. Нам удалось найти рейтинг самых выдающихся достижений украинской науки.

Рентген.Украинец Иван Пулюй за 14 лет до немца Вильгельма Рентгена сконструировал трубку, которая впоследствии стала прообразом современных рентгеновских аппаратов. Он гораздо глубже, чем Рентген, проанализировал природу и механизмы возникновения лучей, а также на примерах продемонстрировал их суть. Именно Иван Пулюй первым в мире сделал рентгеновский снимок человеческого скелета.

Опреснение морской воды. Технологию опреснения морской воды для питья разработал профессор Одесской государственной академии холода Леонард Смирнов. Замороженная особым образом морская вода превращается в кристаллы, с поверхности которых можно удалить соли, вредные вещества, а также тяжелые изотопы водорода, которые негативно влияют на гены и нервную систему человека.

Компакт-диск. Мало кто знает, что прообраз компакт-диска в конце 1960-х гг. изобрел аспирант Киевского института кибернетики Вячеслав Петров. Тогда разработка носила научный характер и не имела ничего общего с музыкой. Оптический диск был создан для супер ЭВМ. Сейчас Вячеслав Петров директор Института проблем регистрации информации, академик НАНУ.

Кинескоп. Иосиф Тимченко — человек, который за два года до открытия братьев Люмьер совместно с физиком Николаем Любимовым разработал скачковый механизм «улитка». Его принцип действия был положен в основу создания кинескопа. В 1893 г. в Одессе были показаны два фильма, снятых с помощью первого кинескопа. Тимченко опередил западных изобретателей кинематографа, однако его устройство не было запатентовано.

Электрический трамвай. Еще в начале 1870-х гг. полтавчанин Федор Пироцкий разработал технологию передачи электроэнергии через железную проволоку. В 1880 г. Пироцкий представил проект применения электричества «для движения железнодорожных поездов с подачей тока». Через год в Берлине поехал первый трамвай, произведенный компанией Siemens по схеме украинца.

Керосиновая лампа. Лампа на основе сгорания керосина была создана львовскими аптекарями Игнатием Лукасевичем и Яном Зехом еще в 1853 г. Одновременно с лампой был изобретен и новый способ получения керосина путем дистилляции и очистки нефти.

Информации о  значимых украинских инновационных проектах  очень много, но обращает на себя внимание тот факт, что   большинство   инновационных проектов имеют локальный характер, не связано с развитием    важных для  реанимации и дальнейшего устойчивого развития страны производств – химических, металлургических, машиностроительных, энергогенерирующих и др.

Возможности реанимация украинской науки.

Проф. В. Задорский (Украина),  академик О. Фиговский (Израиль)

Часть 2. Опуститься  с академических облаков на грешную землю. Синергетика фундаментальной и прикладной наук.

Идея   реформирования  украинской  науки -  “опуститься  с академических облаков на грешную землю” не у всех читателей  вызовет одобрение. Как же -  так обидеть высокую науку.  Думаем, обиды напрасны.  Дело жаже не в ограничении средств, а в том, что   добротная эффективная прикладная наука  всегда имеет в основе серьезные теоретические разработки, решения паринципиально новых задач , чаще всего, принципиально новыми методами.  Попробуем показать это на    нескольких примерах реализации  теолретических разработок для решения реальных прикладных работ с высокой эффективностью.

Украинский автор статьи  предложил использовать в качестве примера имплементацию и развитии первого научного направления из приведенного выше перечня его  направлений  нацной деятельности -  “Современная техника обработки капиллярно — пористых тел (примерно 100 областей практического применения) без использования энергоемких процессов вакуумирования и высокого давления)”. По этому направлению выполнены научные исследования, позволившие  на основе  системного анализа, использования   принципов синергетики, новых и традиционных режимно – технологических  и аппаратурно – конструктивных средств и методов оптимизации получить принципиально новую  технологию  обработки капиллярно – пористых  тел, отличающуюся простотой реализации, высокой эффективностью, экологической безопасностью  в сравнении с  технологиями, используемыми в  различных отраслях промышленности сегодня. Остановимся на этом  примере подробнее отнюдь не  с целью рекламирования разработок одного из авторов статьи, а с целью показать целесообразность и возможности  использования  теоретических разработок ученых для решения вопросов    инновационного технологического развития   промышленных производств, важных  для реанимации экономики страны, в том числе  и для решения  вопросов создания современной  военной техники.

Все началось с импрегнации пластин аккумуляторов  (для самолетов, танков, ракет и т.д.).  Пропитка  капиллярно-пористых материалов (КПМ)   жидкими средами широко распространена в промышленности. В качестве  капиллярно-пористых пропитываемых материалов могут быть:  бумага, картон, древесина (конструкционные элементы, железнодорожные шпалы, паркет и др.), пористые металлические матрицы, ткани, пластины электродов аккумуляторов, зерна пористого катализатора, обмотки статоров и роторов электродвигателей, электролитические конденсаторы, композитные структурированные  материалы  на основе графита,  металлов, полимеров и др.

В качестве  жидких сред могут быть  водные среды, содержащие растворенные  или взвешенные вещества технологического назначения, которые должны быть доставлены в  капилляры и поры, жидкие мономеры, растворители, расплавы металлов и  других веществ и  др.

Традиционно пропитку проводят, погружая тело, выполненное из капиллярно-пористого материала в жидкость. Иногда это тело предварительно нагревают, вакуумируют, чтобы быстрее и полнее удалить воздух, заполняющий внутренние полости капиллярно-пористого материала (КПМ). В ряде случаев процесс проводят  при повышенном давлении. Это вызывает необходимость использования соответствующего оборудования для проведения процессов, например, автоклавов высокого давления. Недостатком известных способов является низкая культура производства:  пропитку  крупногабаритных изделий проводят в  емкостях с большой поверхностью и объемом  связующего, лишь малая часть которого используется по назначению. Кроме того, такая  пропитка характеризуется неравномерностью распределения  пропиточного материала (например, связующего) по объему КПМ, наличием незаполненных объемов в пропитанных изделиях, что приводит к нарушению потребительских качеств, в частности к нестабильности физико-химических характеристик по объему КПМ после пропитки.

Системный анализ традиционных процессов пропитки КПМ также показывает,  что  из-за многостадийности, использования давления и вакуума,  низкой скорости лимитирующей стадии  эти процессы  низкоэффективны, требуют большого времени обработки материалов, дорогого оборудования,  зачастую приводят к значительному загрязнению окружающей среды.

Основная идея предлагаемой продвинутой технологии пропитки, основанной на результатах достаточно   серьезных исследованиях диффузионных процессов в структурированных капиллярно – пористых телах,  заключается в том, что КПМ, нуждающиеся в пропитке (бумага, картон, древесина (конструкционные элементы, шпалы, паркет и др., пористые металлические матрицы, ткани, пластины электродов аккумуляторов, зерна пористого катализатора, обмотки статоров и роторов электродвигателей, электролитические конденсаторы,  строительные конструкции, архитектурные сооружения  и др.) предварительно перед погружением  подогревают до температуры выше температуры конденсации пара пропитывающей жидкости, потом  обрабатывают перегретыми парами пропитывающей  жидкости,  либо  газом, который хорошо растворяется  в жидкости, либо быстро реагирует с последней и затем погружают  в пропитывающую жидкость с температурой   ниже  температуры  конденсации паров.

Можно  представить следующую новую цепочку операций пропитки капиллярно -пористых материалов (КПМ):

1. Подогрев одним из известных методов (в том числе за счет продувки перегретыми парами) КПМ до температуры выше температуры конденсации паров,
2. Замена труднорастворимого в пропиточной жидкости  газа, находящегося изначально  в порах КПМ, перегретым паром,
3. Погружение КПМ с заполненными перегретым паром капиллярами в относительно более холодную пропиточную жидкость.
4. Конденсация  пара в капиллярах, что приводит к образованию в капиллярах глубокого вакуума при сохранении нормального давления в аппарате для пропитки.
5. Заполнение капилляров жидкостью за счет капиллярных сил и вакуума внутри тупиковых и квазитупиковых капилляров.

Для реализации  данной технологии пропитки изделий из КПМ не требуются сложное аппаратурно-технологическое оформление (ведь в аппарате нет высокого давления или вакуума). Достаточно  аппарата, предназначенного для работы при атмосферном давлении, с устройствами для  загрузки/выгрузки и размещения пропитываемых изделий, устройствами их подогрева  одним из известных методов (аэродинамическим, индукционным, конвективным и др.).

Предложенная технология пропитки КПМ  позволяет:

• увеличить  скорость (уменьшить время) проведения процесса в несколько раз,
• упростить аппаратурное оформление процесса пропитки, так как  не требуются автоклавы высокого давления или аппараты, работающие под вакуумом,
• обрабатывать сразу большие партии изделий  из КПМ или  изделия больших размеров  (например, мебель без разборки, строительные конструкции, архитектурные сооружения и т.п.), ибо существенно снижаются требования к  прочности и герметичности аппаратов, где происходит пропитка КПМ,
• улучшить  экологические показатели процесса ввиду сокращения необходимого времени проведения и увеличения интенсивности,  устранения необходимости улавливания вредных веществ из  выбросов  системы вакуумирования,
• снизить капитальные и эксплуатационные затраты,
• обеспечить регулируемую глубину (степень) пропитки.

Примеры  использования  продвинутой технологии обработки капиллярно- пористых тел .

Вопросы  коммерциализации  новой технологии  оказались   достаточно  интересными не только из-за трудностей подбора  реальных промышленных объектов использования, но также из-за необходимости подбора  оригинальных  компонентов технологии, режимов и приемов (т.е.средств и методов) использования для каждого объекта.

ПРОПИТКА КАТАЛИЗАТОРОВ

Катализаторы  многих типов производят с использованием пропиточных технологий. При этом многократно  погружают пористые гранулы основы катализатора  (матрицы) в раствор, содержащий  необходимые компоненты катализатора. Эти вещества  должны распределяться   в матрице равномерно, в предопределенном количестве и в соответствии с заданной глубиной проникновения. Это особенно важно для катализаторов, основанных на использовании благородных  металлов.

Проникновению жидкости в гранулы препятствует воздух, находящийся в порах гранул. Для его удаления, чтобы облегчить процесс пропитки  используют различные методы  вакуумирования, акустического  заполнения и т.д. Они, однако, являются дорогими и допускают только ограниченный контроль сорбции и глубины проникновения. Желателен более простой, недорогой,  точный и быстродействующий метод пропитки каталитических матриц типа активированного угля, глинозема и т.д.

При использовании новой технологии не требуется использования  вакуума  или оборудования высокого давления и может потребоваться только незначительные  изменения в  комплектации существующего оборудования. Это связано с  простой обработкой матрицы катализатора непосредственно перед пропиткой. При предварительной обработке устраняется весь воздух, находящийся в  порах, нагреваются гранулы катализатора, затем вводится определенный  газ/пар, заменяющий воздух, находившийся в капиллярах.  При  погружении гранул катализатора в относительно холодный пропиточный раствор этот газ/пар  растворяется/конденсируется в пропиточном растворе, при этом в капиллярах образуется вакуум.  Это   приводит к их быстрому и полному заполнению  пропиточным раствором.

Выбор газа/пара,  температурного режима и длительности стадий процесса  уникальны  для  каждого случая пропитки. Это связано с необходимостью  адаптации технологии  к объекту применения. При этом  необходимо  неизменно выбирать рабочий газ/пар среди  недорогих,  легкодоступных и нетоксичных образцов.

Для реализации технологии разработаны гибкие модульные устройства, способные работать в широких диапазонах изменения температуры, давления и т.д., чтобы обработать гранулы из различных материалов и различной формы. Такие компактные модульные  блоки допускают выбор между поверхностной и глубокой пропиткой, гарантируют точную предварительную обработку по глубине проникновения.

Процесс обеспечивает сокращение отходов и улучшенное использование катализатора, сокращение на 30 — 35 % потребления катализатора, формированию более тонкого зерна катализатора. Технология высоко универсальна, поскольку ее реализация не зависит от размера пор и порозности  катализатора. Активность катализатора  может  увеличиться на 5 — 15 %  в зависимости от типа катализатора. Возможность регулирования  глубины пропитки  и равномерности распределения катализатора по сечению делают данную технологию особенно универсальной. Фактор интенсификации процесса в целом  может изменяться в различных случаях от 2 до 100.

ПРОПИТКА ЭЛЕКТРОДОВ И ДРУГИХ ИЗДEЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДА / ГРАФИТА

При производстве  издeлий   из  углерода / графита (электроды, тигли, компоненты химического оборудования  и т.д.),  проводится многократная  пропитка заготовок гудроном, битумом и другими вязкими жидкостями.

Поры в пропитываемых заготовках  всегда заполнены воздухом, который мешает проникновению импрегнанта  в них. Вследствие этого, даже если процесс пропитки  повторяется, обеспечить полное заполнение пор и необходимое качество изделий трудно. Во многих случаях  при эксплуатации неполностью пропитанных деталей  могут быть  случаи  их разрушения (например, обрыв электродов при  их эксплуатации  в электрометаллургии, что приносит  большие убытки).

Кроме того, многие из используемых импрегнантов  экологически опасны. Поэтому желательно  снизить количество повторных пропиток из соображений повышения производительности,  улучшения качества продукции, повышения  безопасности труда и защиты окружающей среды.

Проект нацелен на развитие интенсивной, эффективной, экологически дружественной и дешевой технологии, обеспечивающей  совершенную пропитку издeлий из углерода / графита  органическими импрегнантами.

Метод требует только незначительных изменений в существующем обычно оборудовании для предварительной обработки углеродистого материала непосредственно перед пропиткой. При этом воздух внутри капилляров заменяется  газом,  конденсирующимся при температуре импрегнанта  или растворимым  в  нем. Это позволяет обеспечить пропитку каждой  поры и приводит к их быстрому и полному заполнению  импрегнантом.

Технологические параметры процесса и  время обработки уникальны для каждой  системы, что  связано с необходимостью  адаптации технологии  к  физико-химическим параметрам  пропитываемого материала и импрегнанта. Газ  неизменно отбирается среди  недорогих и легко доступных, обычно уже имеющихся в производстве.

Лабораторные и промышленные эксперименты с издeлиями  более  1 м в диаметре (графитовые электроды) показали, что метод позволяет  сократить число циклов пропитки вплоть до единицы. Пропитку удается  провести очень быстро и обеспечить практически полное заполнение пор. Этот увеличивает производительность,  улучшает качество продукции и уменьшает время  экспозиции и эмиссию загрязнителей.

Возможно    расширение сфер применения нового способа, например, для производства электродов, теплообменников, тиглей, теплоизоляционных материалов, поглотителей (абсорбентов),  электролитических резервуаров, антифрикционных материалов и других изделий, получаемых карбонизацией заготовок.

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ ЖИДКОСТЬ – ТВЕРДОЕ ТЕЛО ПРИ ИЗВЛЕЧЕНИЕ  ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И  ПРИ  ПРОИЗВОДСТВЕ   ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

При производстве растительных масел, сахара, растворимого кофе, лекарственных препаратов из растительного сырья и т.д.  используют методы экстракции жидкими экстрагентами. При этом  обеспечивают наиболее тесный контакт растительного сырья с жидким экстрагентом. Воздух, находящийся в  порах, блокирует проникновение экстрагента, что  замедляет  процесс и приводит к  неполному извлечению  целевого продукта.

Пытаясь  устранить вредное влияние  воздушные пробок в капиллярах для увеличения скорости диффузии, используют высокое давление, однако, это дорого, требует значительного расхода  энергии и не всегда эффективно. Проект нацелен  на создание интенсивного, эффективного, экологически  дружественного и дешевого метода,  гарантирующего максимально возможное  извлечение ценных компонентов из твердых материалов.

Метод требует только незначительных изменений в существующем оборудование и может исключить использование  дорогого  оборудования  высокого  давления. Это обеспечивается  реализацией трехстадийной обработки материала непосредственно перед контактом с экстрагентом для удаления  воздуха из пор и капилляров. Вначале нагревают исходный материал,  затем  обрабатывают его определенным  газом, затем  удаляют последний. Последняя стадия  обычно совмещается с процессом обработки экстрагентом. Такая технология приводит к  быстрому и полному заполнению всего свободного объема материала экстрагентом.

Преимущество такой предварительной обработки заключаются в том, что одновременно  могут использоваться  другие средства  интенсификации процесса (автоколебания, импульсное изменение давление, акустические поля и др.). Выбор газа и  режимов  обработки уникальны и требуют адаптации для каждой  системы твердое тело — экстрагент.  Газ  неизменно отбирается среди  недорогих и легко доступных, обычно используемых  в других стадиях процесса.

Лабораторные испытания и коммерциализация данной технологии в производствах лекарственных аппаратов продемонстрировали, что метод является высокоэффективным и легко регулируемым в самых различных вариантах производства. Предварительная  обработка материала  проводится достаточно  быстро и приводит  к полному контакту между твердым телом и экстрагентом. В целом увеличивается производительность, улучшается  качество продукции и уменьшаются потери.

Спрос на пищевые продукты  постоянно возрастает во всем мире и особенно в развивающихся странах. Один из  аспектов проблемы, решаемых новой технологией — обеспечение наиболее полного извлечения пищевых компонентов из сырья. Другой -  использование  дешевого и эффективного оборудования, позволяющего извлекать целевые продукты и  в  небольших, и в крупномасштабных установках.

Другим преимуществом является  то, что метод легко реализуется  в гибким  модульных блоках, которые  могут без изменений  использоваться для обработки всего многообразия исходных материалов, например сельскохозяйтвенного производства.

Технология может быть использована при  производстве растительных масел, сахара, растворимого кофе или какао и т.д.  Кроме того, возможно использование на ряде стадий в целлюлозно-бумажных  производствах.

ПРОПИТКА ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН И СОЕДИНЕНИЙ МАТРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ СМОЛОЙ

Соединения матричной структуры и особенно  армированная волокном пластмасса  широко  применяются в целом ряде производств от производимых серийно теннисных ракеток до автомобилей и аэрокосмических установок. Основой в изделиях могут быть  ткани, многожильный провод и другие волокна из стекла, углерода / графита, полиамидов  и т.д.

Качество изделий зависит от силы сцепления между  матрицей и  заполнителем.  Качество пропитка определяет достижение хорошего сцепления. Если пропитка  неполная, газонаполненные пузыри, трещины и другие разрывы  сплошности основы,  будут неблагоприятно влиять на характеристики пропитанных изделий.

Исходные волокна и матрицы всегда имеют поры и пустоты, заполненные воздухом, блокирующим  проникновение  и смачивание их импрегнантом. Вакуум, высокое давление и другие методы традиционно используются для  обеспечения его более  полного проникновения в структуру материала. Однако, это трудно достигается, даже если используют дорогое автоклавное оборудование, увеличивают  время обработки, используют  другие  средства  улучшения контакта фаз.

Проект нацелен на создание  высокоинтенсивного,  эффективного и дешевого метода,  обеспечивающего совершенную пропитку волоконной основы вязкими органическими импрегнантами. Метод  не требует использование вакуума или оборудования высокого давления и может потребовать только небольших изменений в существующем оборудовании. Это обеспечивается достаточно простой предварительной подготовкой волоконного материала непосредственно перед пропиткой для удаления воздуха, находящегося  в  порах. Для этого  реализуют следующую цепочку операций — обогрев волоконного материала, введение определенного газа, заменяющего воздух, и, наконец, удаление газа. Это приводит к быстрому и полному заполнению свободного объема импрегнантом.

Характеристики  газа,  выбранное время контакта фаз  уникальны для  каждой системе волокна / смола. Это связано с необходимостью их  адаптации к системе. Газ  отбирается среди  недорогих и легко доступных газов по возможности из числа уже имеющихся в схеме. Выбор оборудования практически не зависит от типа волокон и смолы.. Процесс допускает непрерывный и периодический варианты оформления.

Эксперименты с графитом и стеклянной основой  показали, что использование  метода может улучшать качество пропитки волоконного материала и на  30 % и уменьшать время пропитки причем эффект ускорения процесса усиливается для импрегнантов с более высокой вязкостью.

Рынок изделий из армированных полимерных материалов постоянно расширяется. Стоимость адаптации оборудования к новому процессу незначительна,  поэтому, по крайнейней мере в 2 раза  сокращаются затраты на стадию пропитки  и на  30% уменьшается себестоимость продукции.

Для клиента эффект будет заключаться в уменьшении цены изделия при  улучшении его потребительских  качеств.

Технология может быть использована также при изготовлении  аэрокосмических и автомобильных узлов и деталей, стройматериалов, лент транспортера, защитной одежды, кораблей, спортивных товаров и шин. Метод может также легко адаптироваться для текстильной промышленности. Здесь, все волокна и ткани переносят некоторую «пропитку» путем, например, погружения с целью окраски, обесцвечивания, придания свойств водонепроницаемости и т.д. Метод позволяет увеличить производительность и улучшить качество продукции.

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ И ИЗВЛЕЧЕНИЕ  МЕТАЛЛОВ

Многие металлы  производят, используя гидрометаллургические  процессы, которые включают предпочтительное растворение элемента или его соединения из руды  подходящей жидкостью.

Основой такого твердо — жидкостного извлечения является прохождение выщелачивающего агента через твердое тело при возможно наиболее тесном контакте фаз. Последнему, однако,  препятствует воздух, заполняющий поры внутри частиц, и блокирующий проникновение экстрагента внутрь пор. Это приводит к медленному и неполному извлечению. Следовательно,  для  увеличения  скорости диффузии желательно  устранить воздушные пробки в обрабатываемом материале.

Проект нацелен на развитие высокоинтенсивного, эффективного, экологически дружественного и дешевого метода, обеспечивающего наиболее глубокое извлечение ценных компонентов из твердых материалов.

Метод требует только незначительных изменений  существующего оборудования и может делать ненужным использование дорогого  оборудования высокого давления или вакуумного. Это обеспечивается  относительно  простой обработкой исходного материала непосредственно перед контактом с экстрагентом. Предварительная обработка удаляет весь воздух, находящийся в порах,  путем реализации следующей последовательности операций: нагрев материала, введение определенного газа и десорбция воздуха им,  удаление газа.

Преимущество такой предварительной обработки  в том, что  ее удобно сочетать с другими средствами заполнения пор жидкостью (использование автоколебаний, импульсное изменение давления, акустические поля и др.).

Характеристики выбранного газа и  время отдельных стадий уникальны для каждой  системы жидкость- твердое тело. Это связано с необходимостью их адаптации к системе. Газ отбирают из  недорогих и легко доступных  компонентов, уже имеющихся в системе.

Лабораторные и  промышленные эксперименты показали, что метод является эффективным и легко регулируемым для различных варпантов производства. Обработка  исходного материала  производится очень быстро и способствует полному контакту между твердым телом и экстрагентом. Это увеличивает производительность, улучшает качество продукции и уменьшает потери.

С помощью гидрометаллургии производят  более 20 % всемирного производства меди  50-70 %  цинка и никеля, около 100% кадмия, кобальта, редких и драгоценных металлов, окиси алюминия и урана. В то время, как количество извлекаемых  металлов  увеличивается, их  соответствие возрастающим требованиям монотонно понижается. Потребность в использовании  все более бедных руд при сохранении и даже уменьшении затрат энергии делает метод особенно своевременным.

Метод легко реализуется  при гибкой форме производства, которая может использоваться для обработки большого многообразия исходных материалов, например, при восстановлении глинозема, кадмия, кобальта, меди, золота, никеля, платины, серебра, окиси урана, цинка и т.д.

СОЗДАНИЕ МЕТАЛЛО — УГЛЕРОДИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Композитные графито-металлические (медь – графит, серебро – графит и др.) материалы   наиболее  часто используют  в электрических контактах, особенно скользящих. Другая главная область их применения — подшипники скольжения.

Инфильтрация широко используется для создания таких композитов. Порошок графита, огнеупорного металла или карбида сначала уплотняют в каркас желательной формы  (или  специально разделяют заготовку большого размера на  заготовки нужной формы и размера). Затем  заполняют серебром или медью поры каркаса. Кроме того, используют инфильтрацию  медными сплавами, чтобы улучшить характеристики  порошковых материалов из железа и других металлов в порошковой   металлургии.

Обычно процессы инфильтрации являются  относительно медленными. Делается все возможное, чтобы обеспечить максимальную плотность,  желательную для оптимальных характеристик готовых изделий. Часто остается незаполненным значительная часть объема пор, потому что жидкий металл не может полностью заполнить  внутренние полости каркаса,  заполненные воздухом. Последнее  особенно актуально для изделий, каркас которых  выполнен из графита ввиду плохой смачиваемости последнего.

Вакуум, высокое давление и другие методы традиционно используются для обеспечения более  полного проникновение пропитывающего материала. Это, однако, редко достигается, даже при использовании дорогого оборудования, требует  длительного времени пропитки и значительных  дополнительных затрат.

Вот, например,  описание  типового многостадийного процесса для производства  серебряно-графитовых контактов (используется одним из индийских предприятий). Вначале графитовые заготовки очищаются продувкой парами бензола  в течении 24 часов. Затем проводится промывка графитовых заготовок  в  дистиллированной воде, сушка в печи. После этого  заготовки графитовых контактов загружают в вакуумный аппарат и вакуумируют  1 час. Начинают поднятие температуры до 120^о С и поддержание в течении 30 минут. Затем начинают понижение температуры со 120 ^о С до 70 ^о С в течении 30 минут. Параллельно  раствор нитрата серебра (плотность 1.8 до 1.9 г/см³) нагревают при вакуумировании до 110 ^о С, после чего подают в вакуумный аппарат с  графитовыми контактами (когда температура в последнем  достигнет 70 ^о С, а вакуум достигает 5x 10^(-2) Torr). Графит находится в растворе нитрата серебра в течении 1 часа, после чего импрегнированный материал обмывается в  дистиллированной воде с использованием ультразвуковой чистящей системы. Затем материал высушивается в печи при 100 С, импрегнированные графитовые контакты пакуются в ящики из нержавеющей стали со слоями кальцинированного нефтяного кокса и  помещаются в печь, где нагреваются до температуры 444 ^о С в течении 5 часов для декомпоцизии солей серебра. После этого  печь охлаждают и повторяют весь процесс пока не будет достигнут желаемый вес графитовых контактов  (исходный вес графитового контакта 0.2 г, и после импрегнационных циклов желаемый вес составляет 0.4 г).

Проект направлен на развитие быстрого, эффективного и дешевого метода, позволяющего обеспечить совершенную инфильтрацию скелетных тел  медью и серебром, сплавами  олова, свинца и др..

Метод устраняет потребность в вакууме или оборудовании высокого давления и может потребовать только небольших  изменений в существующем оборудовании. Это достигается относительно простой предварительной подготовкой каркаса непосредственно перед пропиткой. При предварительная обработке удаляется воздух, находящийся  в  порах, нагревается каркас, вводится  а  затем удаляется определенный газ. Это позволяет включить в процесс практически весь объем пор и приводит к их  полному заполнению в течение инфильтрации. Газ и  кинетические  параметры  процесса уникальны для каждой системе основа /пропитывающий материал. Это требует их адаптации к системе. Газ  выбирается среди  недорогих и легко доступных вариантов, обычно  уже используемых в технологии.

Лабораторные и промышленные эксперименты с  медью и графитом показали, что технология обеспечивает  почти теоретически возможную плотность  изделий  при значительном сокращении времени обработки и энергопотребления,  улучшении качества продукции и уменьшении эмиссии загрязнителей.

Спрос на материалы для электрических контактов и подшипники скольжения постоянно возрастает. Стоимость адаптации оборудования к новому процессу незначительна. Для  потребителей продукции важно возможное уменьшение цены и улучшение  технических  характеристик  изделий, в частности увеличение длительности  их жизненного цикла.

Расширение области применения возможно  для производства  подшипников скольжения для различных машин и механизмов,  скользящих контактов (токосъемников) для электровозов  и электротранспорта,  щетоки для  электродвигателей и т.д.

ПРОПИТКА ПРИ СОЗДАНИИ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ НИКЕЛЕВО — КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

В Ni-Cd  аккумуляторах используют электроды из  никеля, при изготовлении которых используют процессы, которые включают многократные циклы погружения пористой основы из  металлического никеля в раствор солей никеля с промежуточной сушкой для кристаллизации внутри капилляров и пор и последующей  аналогичной обработкой электродов в щелочных растворах.

Поры в заготовках, изготовленных  обычно методами порошковой металлургии из карбонильного никеля, изначально заполнены воздухом, который блокирует проникновение импрегнанта в некоторых из таких полостей. Хотя процесс  погружения повторяется многократно, пропитка остается неполной, и качество конечного продукта может быть неудовлетворительным. Желательно реализовать  метод устранения воздушных пробок в основе. Вакуумное оборудование и автоклавы  традиционно используют для этого. Однако, они являются дорогими, потребляют значительное количество энергии и не всегда эффективны. Так как процесс погружения повторяется многократно,  желательно сократить количество и длительность циклов.

Проект направлен на развитие быстрого, эффективного и дешевого метода, позволяющего обеспечить совершенную  технологию  пропитки и сушки  в производстве никелевых электродов аккумуляторов.

Метод не требует использования вакуума или оборудования высокого давления и может потребовать только небольших  изменений в существующем оборудовании. Развитие технологии  достигается относительно простой предварительной подготовкой каркаса непосредственно перед пропиткой. При предварительная обработке удаляется воздух, находящийся  в  порах, нагревается каркас, вводится,  а  затем удаляется определенный газ. Это позволяет включить в процесс практически весь объем пор и приводит к их  полному заполнению в течение инфильтрации. Промежуточная и окончательная сушка   проводится в том же  аппарате, что и пропитка(при этом устраняется необходимость  транспортировки  в сушильную камеру после каждого  акта пропитки.  Газ  для  заполнения пор и сушки а также  кинетические  параметры  процесса уникальны для каждой системы. Это требует их адаптации к системе. Газ  выбирается среди  недорогих и легко доступных вариантов, обычно  уже используемых в технологии.