Там, где всегда тепло

Испытания российских полимеров проводят в тропическом поясе

Группа ученых Волгоградского государственного технического университета недавно вернулась из Вьетнама, где продолжаются совместные эксперименты по проектам, связанным с изучением устойчивости новейших материалов и покрытий к действию солнечной радиации и условиям влажного тропического климата. О том, как проходили испытания, «Поиску» рассказал заведующий кафедрой технологии высокомолекулярных и волокнистых материалов ВолгГТУ Евгений БРЮЗГИН.

- Евгений Викторович, почему Вьетнам? Что за условия созданы там для испытания полимерных материалов?

- Совместно с Российско-Вьетнамским Тропическим научно-исследовательским центром наш вуз реализует исследовательские проекты уже пять лет. Один из них связан с изучением полимерных покрытий с водоотталкивающими свойствами. Речь идет о гидрофобных и супергидрофобных покрытиях. Испытания этих материалов в экстремальных условиях влажного и жаркого климата представляют определенный научный интерес. Географическая зона, в которой они проводятся, - это тропический пояс, близкий к субэкваториальному. По уровню ультрафиолетового излучения ни одна климатическая станция, располагающаяся в России, не сможет с этими условиями сравниться. Температурных перепадов на протяжении года там практически нет: средняя температура проведения открытых климатических испытаний составляет примерно 28 градусов Цельсия. Во Вьетнаме есть только два сезона - сухой, когда дождей практически нет, и сезон осадков, иногда с тропическими ливнями почти в ежедневном режиме. Еще один фактор, привлекающий исследователей, - это своя микробиология, особый биологический фон. Все это - важные условия для проведения испытаний в тропической зоне.

- Почему ваши материалы и покрытия нужно так серьезно проверять, каково их назначение?

- Для полимеров деградация под действием ультрафиолетового излучения - это одна из главных проблем. Покрытия, которые мы изучаем, могут наноситься на различные ткани, в том числе непромокаемые. Это может быть одежда для дождя или какая-то специализированная. Подобные покрытия используются и на деревянных изделиях для защиты от влаги, разрушения, грибкового воздействия. Чем меньше изделие, допустим, культурного назначения, подвержено набуханию во влажных условиях, тем больше будет срок эксплуатации.

- Как проходили недавние испытания?

- На вьетнамских климатических станциях реализуются несколько вариантов условий: это могут быть открытые испытания на специальных стендах, которые обращены на юг под углом 45 градусов, чтобы образцы поглощали ультрафиолет максимально и были подвержены всем присущим местности климатическим явлениям. Стенды располагаются как на травяных площадках, так и на бетонных - в этом случае усиливается температурный фактор. Есть также закрытые площадки, исключающие попадание ультрафиолета, но подверженные влажности.

На некоторых стендах изучается воздействие микроорганизмов на наши изделия. Это специальные закрытые боксы, где создается определенная влажность, в них могут поселяться всевозможные членистоногие, насекомые, улитки, даже гекконы забираются. Так, кстати, проходит и проверка биосовместимости наших материалов: наносим ли мы вред живой природе и как, в свою очередь, животный мир влияет на наши изделия.

Иногда его представители прекрасно устраиваются на образцах, строят гнезда, часть материалов даже съедается… Для нас это положительный момент - значит, микроорганизмы не видят в них чего-то отрицательного, ядовитого. Все они прекрасно подвергаются биоразложению, и для биополимеров это тоже один из важных моментов. Такие испытания мы проводим на станции Кон Зо, которая находится в Южном отделении Тропического центра, недалеко от города Хошимин.

Параллельно ведутся исследования в городе Нячанг и его окрестностях, в Приморском отделении Тропического центра: там на одном из островов организована станция Дам Бай, на которой можно испытывать материалы на устойчивость к морскому биообрастанию. Прямо в прибрежной зоне есть специализированные плоты, на которых в особых рамках можно закрепить образцы и погрузить их в морскую воду.

- Чем уникальные эти условия?

- Здесь минимальны изменения температуры воды, а уровень проникающего ультрафиолета достаточно высокий. В этих условиях очень интенсивно развиваются морские организмы, начиная от водорослей и заканчивая кораллами, всевозможными улитками и т. д. Одна из актуальных проблем - это устойчивость полимерных материалов и покрытий к биообрастанию. Борьба с ним значима и для морских судов, и для различных конструкций (опоры зданий, мостовых переходов), которые необходимо защищать от воздействия теплого тропического моря. Естественно, победить биообрастание невозможно, но замедлить хотелось бы. Допустим, если какое-то судно потребуется загонять в сухой док для обработки с интервалом не в 2-3 года, а раз в 4-5 лет, будет отлично. Для увеличения интервалов таких обработок как раз и нужно использовать специальные антибиообрастающие материалы, которые мы создаем.

- Что послужило толчком к сотрудничеству с Вьетнамом?

- В 2019 году был организован конкурс проектов для проведения испытаний в Российско-Вьетнамском Тропическом центре, две заявки ВолгГТУ получили поддержку Минобрнауки. Сотрудничество началось в 2020 году, была проведена первая выездная экспедиция, но потом вмешалась пандемия, и следующая экспедиция прошла только в конце 2022-го, и затем выезды продолжились в ежегодном формате. Сейчас мы готовим очередные партии образцов, оцениваем те, которые были выставлены ранее, что-то возвращаем в Россию и здесь продолжаем испытания. Нам важно, насколько серьезно запустились процессы деградации наших материалов, насколько ухудшились физико-механические либо водоотталкивающие свойства покрытий.

- Что Вьетнаму дает взаимодействие с российскими научными группами?

- По результатам испытаний мы готовим совместные публикации, используем полученные данные для подготовки магистерских диссертаций и диссертаций на соискание ученых степеней кандидата или доктора наук. Вьетнамская сторона параллельно с нами проводит свои исследования, происходит обмен опытом, развивается научно-техническое сотрудничество между нашими странами.

- Как долго еще будут вестись ваши исследования?

- Российско-Вьетнамский Тропический центр был создан в 1989 году, то есть сотрудничество продолжается уже более 30 лет. Для российской стороны оно очень важно с точки зрения испытаний материалов и всевозможных устройств в тропических условиях. Этот процесс невозможно ограничить какими-то временными рамками, постоянно идет совершенствование материалов, и наша страна заинтересована в проведении таких испытаний. А Вьетнам - в приобретении новых знаний.

В этом году был снова объявлен конкурс на продолжение климатических испытаний на базе Российско-Вьетнамского Тропического центра. Исследователи ВолгГТУ подавали две заявки, оба проекта прошли научно-техническую экспертизу и были поддержаны на следующий пятилетний цикл.

Светлана БЕЛЯЕВА

Фото предоставлено Е.Брюзгиным