Основной деятельностью компании «Передовые порошковые технологии» (ППТ) является производство нанопорошков металлов, сплавов и некоторых химических соединений (оксидов и нитридов металлов). На первый взгляд ничего сверхъестественного. Но не будем торопиться с выводами…

Слова с приставкой «нано» с недавних пор прочно вошли в наш обиход, да и нанопорошки в современном мире — продукт не такой уж и экзотический. Все это, конечно, так, если бы не один нюанс — компания является не просто производителем и поставщиком своей продукции.

ППТ, по сути, — основатель технологии производства нанопорошков методом электрического взрыва проводника (ЭВП). Технология эта обязана своим появлением тесному сотрудничеству ООО «ППТ» с Институтом физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН и лично директору компании Марату Лернеру, который также является заведующим лабораторией физикохимии высокодисперсных материалов ИФПМ СО РАН.

По итогам 2011 года ООО «ППТ» было внесено в реестр инновационно активных организаций Томской области. Но это не единственное достижение компании.

В сфере научных интересов

Доктор технических наук, профессор Томского политехнического университета Марат Лернер в науке уже 30 лет. В сфере его научных интересов устойчивое место занимает разработка технологий получения нанопорошков неорганических материалов, а также исследование их свойств. Благодаря этому десять с лишним лет назад под руководством Марата Лернера было создано опытно-промышленное производство нанопорошков и нановолокон объемом до тысячи килограммов в год.

Инновационное изобретение заметили и оценили. По итогам ежегодного конкурса американского журнала R&D Magazine, в 2000 году электровзрывные нанопорошки металлов вошли в число 100 лучших наукоемких продуктов рынка США. В 2002 году аналогично были отмечены нановолокна оксида алюминия.

Несколько лет назад на основе нановолокон в ИФПМ СО РАН было создано производство микробиологического электроположительного фильтровального материала AquaVallis и разработана серия устройств микробиологической очистки воды различной производительностью для применения в системах водоподготовки. Нановолоконные фильтры с матрицей из стекловолокна были признаны американской NASA на конкурсе Space Technology Hall of Fame Award 2005 одной из четырех лучших разработок года. Было чему удивляться — новый электроположительный фильтровальный материал на основе нановолокон позволял удалять из водных сред вирусы и бактерии, размер которых во много раз меньше среднего размера пор фильтра.

Новизна материала заключалась в высокоскоростной фильтрации при полном (аналогично микрофильтрации) удалении патогенных микроорганизмов (вирусов, бактерий) из воды при сохранении натуральной минерализации воды.

Кроме этого под руководством Лернера был разработан прибор для контактного разрушения урологических камней в организме человека (электроимпульсный литотриптор «Уролит»), который сегодня применяется более чем в 50 лечебных учреждениях России. Получивший широкую известность нанобинт VitaVallis, не содержащий антибиотиков и, следовательно, эффективный против устойчивых к лекарствам бактерий, — тоже разработка лаборатории Лернера.

«Традиционный способ лечения ран — это применение антисептических лекарственных повязок для обеззараживания, наш бинт «высасывает» микробы из раны без каких-либо лекарственных средств», — говорит Марат Лернер.

Нанопорошки — основное направление деятельности предприятия ППТ, которое работает на этом рынке уже более 10 лет. ППТ полностью оснащено технологическим оборудованием, что позволяет осуществлять весь цикл производственной деятельности — от подготовки сырья до упаковки готовой продукции в соответствии с международными правилами перевозки опасных грузов (IATA Dangerous Goods Regulations).

Сегодня ППТ выпускает более двух тонн нанопорошков в год. Все они имеют сертификаты качества и паспорта безопасности вещества, составленные по директиве Европейского сообщества ЕС 91/155.

«Наше предприятие развивает несколько проектов, связанных с производством нанопорошков неорганических материалов и продуктов на их основе, — говорит Марат Лернер. — Практически вся наша продукция (нанопорошки) уходит за рубеж. В России ее покупают НИИ в очень небольших количествах, вероятно, для исследований. Проблема в том, что сегодня нанотехнологии еще не вышли из стен лабораторий, поэтому даже мировой рынок относительно узок. Еще несколько лет назад во всем мире продавали всего семь-девять тонн нанопорошков. Однако рынок быстро растет, и я думаю, что уже в ближайшие 10 лет ситуация изменится».

Теория небольшого взрыва

Клиентами ООО «ППТ» являются десятки промышленных предприятий и научных организаций по всему миру. В одном из серьезных исследований российского рынка нанопорошков, проведенных по заказу ОАО «Роснано», ООО «ППТ» было упомянуто первым в списке сорока предприятий-производителей данной инновационной продукции. Объясняется все достаточно просто — предприятие постоянно расширяет рынок сбыта и имеет техническую возможность увеличения номенклатуры и объемов продукции под заказ клиентов. Для производства нанопорошков ППТ использует упомянутый выше метод ЭВП, который представляет особый интерес как метод получения порошков металлов с высокой химической активностью.

Собственно если сам механизм работы метода ЭВП пересказать ненаучным языком, то выглядит он достаточно просто. ЭВП реализуется при прохождении через металлическую проволоку импульса тока с большой плотностью. Из-за этого проволока нагревается до температуры плавления, затем плавится и в конце концов взрывообразно разрушается. Явление это сопровождается яркой вспышкой света, резким звуком, ударной волной, распространяющейся в окружающей проводник среде. Разлетаясь с большой скоростью, продукты разрушения быстро охлаждаются, и образуется нанодисперсный порошок. То есть при расширении продуктов взрыва в газовую атмосферу и происходит образование наночастиц. В зависимости от рода газа, окружающего проводник, и металла проводника электрический взрыв позволяет получать нанопорошки металлов, сплавов, химических соединений или нанопорошки композиционного состава. Например, для исследований ученых Амурского государственного университета ППТ синтезировало нанопорошки, полученные электрическим взрывом металлических никелевых и вольфрамовых проволок в инертной среде аргона.

Характерной особенностью нанопорошков, получаемых ЭВП-технологией, является небольшой по сравнению с другими физическими методами разброс частиц по размерам. Плюс к этому относительная стабильность свойств нанопорошков в нормальных условиях и высокая активность в различных химических процессах. А само применение нанопорошков, полученных посредством ЭВП-технологии, открывает для ученых, инженеров и технологов широчайшие возможности в области создания новейших материалов и технологий, принципиально новых приборов и устройств. Как известно, применение нанопорошков позволяет значительно улучшить параметры существующих технологических процессов и создавать новые технологии. Используя нанопорошки, например как добавки, можно значительно улучшить качество многих продуктов: лекарств, смазочных материалов, топлив, полимеров, фильтров, геттеров, присадок к смазочным материалам, красящих и магнитных пигментов, компонентов низкотемпературных высокопрочных припоев и многих других.

Уникальная технология, разработанная томскими учеными и ООО «ППТ», вывела предприятие в лидеры рынка. Фактически начав свою производственную деятельность в 1998 году, ООО «ППТ» с 1999 года стало заметным игроком не только на российском, но главным образом на зарубежном рынке нанопорошков. Основные страны, закупающие продукцию ППТ, — Франция, Бельгия, США, Израиль, Филиппины. Полный cписок их гораздо длиннее.

Предприятие постоянно находится в научном поиске и результатами его являются уникальные разработки. Например, в мае 2011 года ООО «ППТ» и Lithotech Medical LTD (Израиль) стали победителями первого конкурса совместных российско-израильских проектов, организованного ОАО «Роснано» и центром промышленных НИОКР (Израиль).

Проект по разработке метода и оборудования для дезинтеграции органоминеральных конкрементов в организме человека наносекундными импульсами получил поддержку в размере 572 тыс. евро и вошел в перечень проектных мероприятий технологической платформы «Медицина будущего». И можно сказать, это только начало.

Для справки. ОАО «Передовые порошковые технологии» (Томск) создано в 1998 году. Основной профиль деятельности — промышленное производство нанопорошков металлов и разработка новых технологий по использованию нанопорошков. Клиентами компании являются такие предприятия и научные организации, как Argonide Corp., MACH (США); S.T.S Science Technologies & Services Ltd., Technion (Израиль); Umicor (Бельгия); Birla Institute of Technology, Nickunj Eximp Enterprises Pvt. Ltd., HEMRL (Индия); ETH Hoenggerberg, Department of Materials (г. Цюрих, Швейцария); ARA GT LLC (Dubai); Neyco (Франция); Institut fr Interdisziplinre Innovationen (Германия); CHANGCHUN M.P.M FOREING ECONOMIC AND TRADE CO.LTD (Китай); New metals (Япония); «Аквазон», ЦНИИХМ, ИМЕТ РАН (Россия) и другие. Оборудование предприятия имеется в центре коллективного пользования «Нанокомпозит» (создан в 2006 году на основе соглашения о консорциуме между Томским государственным университетом (ТГУ) и Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН). Это установка для получения нанопорошков методом электровзрыва «УДП-4ГМ» и технологическая линия порошковой металлургии для учебно-научно-технологической лаборатории получения нанопорошков, наноструктурных материалов и нанокомпозитов.