Наука как бизнес: российские компании, построившие бизнес на технологиях, которые раньше казались невероятными

Новые технологии не просто входят, а врываются в нашу жизнь. Только ученые сделали открытие, как инженеры уже готовы применить его в быту, а предприниматели — запустить стартап на его основе. Сегодня поговорим о трех российских компаниях, построивших бизнес на технологиях, которые раньше казались невероятными — и тем не менее работают.

Графен всему голова

В недалеком 2010 году российские ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов, работающие в Манчестерском университете (Великобритания), получили Нобелевскую премию по физике за открытие графена. Из этого материала нового поколения делают в том числе углеродные нанотрубки. Последние, предположительно, могут стать основой наноэлектроники будущего. Ключевое преимущество графеновых нанотрубок заключается в том, что всего 0,01% этого компонента может значительно улучшить свойства материалов.

До недавних пор востребованность углеродных нанотрубок оставалась под вопросом: производить их очень дорого — и кому они будут нужны в быту? Но в России сделали ставку на развитие этого направления и, похоже, не проиграли. Сейчас российское предприятие компании OCSiAl, дислоцированное в Новосибирском Академгородке, мировой лидер по производству одностенных нанотрубок. Его продукция применяется в качестве универсальной добавки для большинства известных материалов. Как это используют другие отечественные компании?

Изобретение №1. Безынерционные домашние системы отопления

Применение в быту углеродным нанотрубкам нашли российские ученые и инженеры из компании CALDOtech, производителя безынерционных систем отопления на основе графитовых нанотрубок. Они решили сделать бизнес на свойстве графена рассеивать тепло.

Максим Шибинский, генеральный директор компании CALDOtech: «Углеродные нанотрубки делают покрытия, на которые они нанесены, электропроводящими. Именно это мы решили использовать для создания инновационных систем отопления. Мы разработали графеново-полимерный состав, который частично проникает в структуру материала и образует непрерывную токопроводящую сеть из нанотрубок, обладающих высоким коэффициентом теплоотдачи. В качестве экрана-теплоносителя, на который наносится состав, после экспериментов решили использовать искусственный камень — керамогранит. У него отличная адгезия, высокая степень теплопередачи, к тому же это очень прочный материал».

В течение трех лет инженеры вели научные разработки и совершенствовали технологию. Когда прототип отопительного прибора был готов, его отдали на испытания, которые продемонстрировали невероятные результаты. Комиссия научно-исследовательского и проектного унитарного предприятия «БЕЛТЭИ» (Республика Беларусь) пришла к заключению: коэффициент полезного действия изделия составляет 99,2%!

Как же удалось создать практически «вечный двигатель» и обойти первый закон термодинамики? Дело в самом принципе работы прибора — он посылает колебательные импульсы молекулам углерода, содержащимся в воздухе. Скорость движения частиц и температура вещества взаимосвязаны: чем интенсивнее колебания молекул, тем горячее — и наоборот. Весь фокус в том, что импульсы передаются безынерционно, то есть без потери энергии. Электричество не «уходит в пространство», а практически все преобразуется в тепло, которое к тому же рассеивается по комнате равномерно. Отсюда и такой не укладывающийся ни в какие рамки КПД.

Изобретение №2. Умные нити

Что еще можно сделать с использованием углеродных нанотрубок? Какую-то сложную электронику? Вот и ученые поначалу так полагали. Но петербургская компания «АрктикТекс» решила закрыть более насущные потребности и создала куртки с подогревом из умной ткани, пропитанной составом с углеродными нанотрубками.

Идея проста. В кармане куртки или комбинезона находится пауэрбанк, он питает сеть электрических нитей, которые нагревают тканевый модуль, вшитый в одежду. Изделия прогреваются до рабочей температуры 45 °C всего за 40 секунд, и тепло распределяется по всей поверхности полотна. Технология позволяет сохранять гибкость ткани и уменьшает вес верхней одежды за счет того, что используется меньше утеплителя.

Осенью 2022 года российский производитель детской одежды ORBY выпустил коллекцию курток для подростков с использованием этих греющих модулей. Зарядки хватало до 6 часов интенсивного обогрева. Теперь одежду с терморегуляцией вовсю тестируют для туристов-альпинистов, пожарных, специалистов, работающих при экстремально низких температурах, и просто любителей «умных» новинок.

Еще три года назад никто не верил, что эти модули кому-то нужны, но в технологию инвестировал Северо-Западный наноцентр. Сейчас на ее основе создают пилотные образцы укрывных материалов для оборудования и одежды для спасателей и пожарных, работающих в Арктике. Разработка ведется совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом промышленных технологий и дизайна и Государственной противопожарной службой МЧС России. Первая куртка для спасателей в начале февраля 2023 года прошла лабораторное тестирование на огнестойкость и способность к нагреву в условиях низких температур. В апреле состоятся полевые испытания в рамках учений «Безопасная Арктика — 2023». По итогам тестирования будет приниматься решение о запуске производства пилотной партии изделий.

Изобретение №3. Гибкое умное стекло

Третья разработка тоже основана на использовании нанотехнологий — только жидкокристаллических. Российский центр гибкой электроники (РЦГЭ) и белорусская компания «МТЛСиДи» в декабре 2022 года завершили разработку нового материала — аналога умного стекла, который можно закрепить на гибкой подложке. Он моментально меняет прозрачность и коэффициент поглощения тепла по команде с пульта.

Алексей Гостомельский, генеральный директор РЦГЭ: «Разработка по ряду важных параметров превосходит широко распространенные сейчас электрохромные смарт-стекла (ECD). Новый материал гибкий и меняет прозрачность за тысячные доли секунды — в отличие от ECD, которые переключаются с матового режима на прозрачный в течение 20 минут. Подобные инновации могут найти применение в устройствах, требующих мгновенной отработки изменения освещенности, а также в изделиях сложной формы — например в шлемах мотоциклистов, горнолыжных масках, солнцезащитных козырьках автомобилей. Его можно использовать и для тонировки иллюминаторов самолета».

Технология работает на основе эффекта «гость — хозяин»: между двумя гибкими слоями помещается жидкокристаллический материал с молекулами красителя. Сейчас на ее основе изготавливают электроуправляемое стекло размером 80×150 мм для лицевой маски. В отличие от аналогов с фотохромным покрытием, у такого стекла можно будет настраивать разные режимы затемнения.

В дальней перспективе планируется использовать технологию для изготовления окон и люков отечественных автомобилей. В это действительно трудно поверить, но «Лады» и «Москвичи», у которых исчезает тонировка на лобовом стекле по щелчку переключателя, — это уже не что-то из области фантастики. Они вполне могут появиться на улицах наших городов. Да и уже сейчас смарт-стекла все чаще используются архитекторами в медицинских учреждениях, офисах, жилых домах.

Российские бизнесмены постепенно наладили тесное сотрудничество с инженерами и учеными и в последние годы все чаще находят оригинальное применение отечественным и зарубежным разработкам. Порой результаты их работы переворачивают наши старые представления о границах возможного.