Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод», высокотехнологичного предприятия, имеющего свой научно-технический центр и понимающего важность продвижения молодых ученых, исследователей и разработчиков.
Комфортная городская среда – это не просто удобное для жизни пространство, данное понятие складывается из нескольких составляющих, в том числе освещенности территории для жизни. Кандидат технических наук, доцент Омского государственного технического университета Александр ГОЛУНОВ разработал особо прочные полимеры для создания светящейся тротуарной плитки. Как появилась разработка, какие еще достоинства имеет инновационная брусчатка, у него узнала обозреватель еженедельника «Коммерческие Вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Александр Владимирович, расскажите об истории создания проекта.
– В ОмГТУ часто проходят встречи с индустриальными партнерами. И на одной из них представители предприятия, имеющего отношение к транспорту нефтехимии, предложили нам создать материалы, которые можно использовать в изготовлении дорожных покрытий. Компания дала матрицу целевых показателей для материала – какие у него должны быть функции, как предстоит использовать, а также передала несколько уже существующих на рынке образцов. Перед нами стояла задача – сделать более прочный, более функциональный и эстетически привлекательный продукт. И мы начали экспериментировать с различными материалами, готовили на их основе композиты, модифицированные армирующими частицами.
– И для каких изделий нужен данный материал?
– Для изготовления тротуарной плитки. Причем требовался не просто прочный, а обладающий и светопропускной способностью. Спрос на комфортную городскую среду в нашей стране с каждым годом увеличивается. Пространства массово благоустраиваются и в больших, и в малых городах, в том числе в Омске. Поэтому подобные изделия пользуются спросом.
– Какова максимально возможная нагрузка на плитку?
– Она проектировалась таким образом, чтобы выдерживать и пешеходов, и транспорт. Плитка рассчитана на нагрузку до 700 кг на 1 кв. cм.
– Вы ее уже тестировали?
– Конечно, мы провели целую серию испытаний. Когда готовили композит, изучили множество материалов разных производителей – и импортные, и отечественные. Сделали разрушающий контроль: при опытах на сжатие нагрузка доходила до одной тонны. В итоге выбрали оптимальное соотношение прочности и светопроницаемости, обеспечивающее и технологичность, и приемлемую стоимость продукта. Кроме того, мы испытывали плитку на силу света при разных составах материала, на прочность и т.д. Мы сделали ее абсолютно герметичной. Наша плитка легко может выдерживать даже длительное воздействие воды.
– Расскажите, как вы подбирали композитные материалы. На каком остановились?
– Сначала работали с европейскими, рассматривали полиуретановые пластики. Но многие из них нам не подошли по стоимости, доступности. Затем попробовали китайские материалы и отечественные. Российские дали одни из лучших характеристик по соотношению: прочность – стоимость – технологичность. Технологичность – один из ключевых показателей, если предполагается крупносерийное производство. Материалы, которые полимеризуются несколько часов, использовать в нем просто недопустимо. Они будут увеличивать себестоимость в разы. За одну смену нужно иметь возможность производить несколько тысяч изделий.
– Сколько полимеризуется ваш материал для плитки?
– Мы движемся к показателю 30 минут.
– Ваша плитка красиво светится разными цветами. За счет чего? Что у нее внутри?
– Энергоэффективный источник освещения, который практически исключает ее нагрев. Поэтому она не будет топить снег вокруг себя.
– А может, было бы здорово, чтобы она еще и снег топила?
– Тогда мы получим другие показатели энергоэффективности. И это будет иной продукт. Если потенциальным потребителям понадобится подобный, это станет следующим этапом нашей работы. Сейчас же исследования показывают, что потребитель нуждается в прочных ярких блоках, которые заметны издалека, причем, не только в темное время суток, но и днем. Когда же освещение отключено, наши плитки по внешнему виду напоминают обычные бетонные.
– Сколько электроэнергии будет потреблять плитка?
– Мощность одного блока порядка 14 ватт, т. е. его потребление сравнимо с энергоэффективной лампочкой. Изделие способно освещать несколько квадратных метров тротуара, а заметно за несколько десятков шагов. Нашей светящейся плиткой можно размечать траектории движения, отгораживать пешеходные зоны от велосипедных и еще многое другое. В мире огромное количество примеров использования подобных светящихся блоков.
– Какова примерная себестоимость продукта?
– Цена одного блока для потребителя должна стремиться к нескольким сотням рублей. Это целевые показатели для крупносерийного производства.
– Когда и где впервые будет апробирована плитка?
– Как только сойдет снег, планируем установить данные блоки в сквере ОмГТУ, чтобы определить, насколько они устойчивы к разным типам воздействия. Мы рассматриваем питание от электросети, но в ближайшее время проработаем и вопрос использования солнечной энергии. Все просчитаем, подумаем, какое соотношение солнечных батарей, устройств накопления потребуется. Мы уже рассматривали изготовление корпусов из светопрозрачных материалов, которые могли бы обеспечивать возможность сбора и накопления солнечной энергии внутри блока. Там будут находиться и аккумулятор, и батарея, и источник освещения. Но тогда яркость светового потока уже не сможет оставаться такой интенсивной, как сейчас, поскольку собрать так много солнечной энергии вряд ли получится.
– Для создания плитки вам пришлось приобретать новое оборудование, формы?
– Формы мы изготовили сами. А в нашей лаборатории промышленного дизайна и визуальной эргономики уже была вся необходимая инфраструктура.
– На каком этапе работа сейчас?
– Мы расширяем ассортимент. У нас уже четыре варианта плитки, которые отличаются толщиной. Сейчас работаем над структурой блока 30 мм. Если в плитке на 60 мм разместить необходимый по прочности слой, источники освещения, проводку, не составляет труда, то в более тонкой все не так просто. Внутри плитки полимерная оснастка, имеющая специфическую форму, с целой группой силовых элементов, которые тоже обеспечивают прочность конструкции.
– Ноу-хау?
– В определенной степени. Нам очень важно обеспечить равномерность свечения плитки, чтобы ребра жесткости не перекрывали свет, не создавали теневых зон. Блок должен красиво светиться.
– Чем вы увлекаетесь вне работы?
– Я занимаюсь популяризацией инженерных профессий в детском технопарке «Кванториум – Омская область». Преподаю на кафедре, где руковожу студенческим конструкторским бюро, возглавляю научно-образовательный ресурсный центр «Технологии, оборудование и материалы», внутри которого располагается лаборатория промышленного дизайна и визуальной эргономики, созданная в 2023 году. Она появилась, когда стало ясно, что мы много проектируем, разрабатываем, но дело никак не доходит до внедрения. А ведь это огромная часть работы, которая сейчас ложится на самого изобретателя. Появление лаборатории помогло резко повысить внедряемость разработок ученых ОмГТУ. Что из перечисленного мной работа, а что хобби, уже сложно разобрать.
Биография
Александр Владимирович ГОЛУНОВ родился 16 июля 1985 года в Усть-Каменогорске Восточно-Казахстанской области. В 2003 году окончил школу и поступил в ОмГТУ на направление «Технология полиграфического и упаковочного производства». В 2006-2009 годах работал на нескольких полиграфических предприятиях города. В 2009 году поступил в аспирантуру ОмГТУ на направление «Машины, агрегаты и технологические процессы (печатные средства информации)». В 2012 году защитил диссертацию, получил степень кандидата технических наук. С 2009 года работает в ОмГТУ: сначала ассистентом, затем доцентом, заведующим на кафедре Дизайна и технологий медиаиндустрии, затем перешел на кафедру «Математические методы и информационные технологии в экономике». С 2015 года руководит Студенческим конструкторским бюро «Цвет-сервис», с 2016 года – Инженерным центром, с 2019 года детским технопарком «Кванториум – Омская область», с 2022 года лабораторией промышленного дизайна и визуальной эргономики.
Фото автора
Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод».
