«Ноу-хау», как настоящая любовь…
Сразу три научных коллектива Научно-технологического комплекса «Институт монокристаллов» по итогам минувшего года стали лауреатами всеукраинского конкурса изобретений в трех номинациях: «Современные промышленные технологии, новая техника и материалы», «Лучшее изобретение в Харьковской области» и в абсолютной номинации «Лучшее изобретение».
Слово «монокристалл», а тем паче столь труднопроизносимый научный термин «сцинтилляционные материалы», сами по себе ни о чем не говорят рядовому читателю, и ему непросто представить себе, чем занимаются ученые и инженеры института и почему их достижения оказываются непревзойденными в мировом масштабе и являются объектом зависти коллег из высокоразвитых государств.
Однако все мы знаем, что внимание человечества издавна привлекали правильные, красивые кристаллы кварца, некоторых драгоценных камней и руд. Научный интерес пробудило двойное преломление света, наблюдаемое в некоторых кристаллах. Их систематическое изучение и привело в прошлом столетии к широкому использованию природных и искусственных монокристаллов в оптике и научном приборостроении, электротехнике и электронике.
Ныне конкурентная борьба ведущих мировых производителей в США, Китае, России развернулась как раз за совершенствование технологий производства этих материалов. Мечта — добиться идеального качества при все более низкой себестоимости.
Харьковские прямоугольные сапфиры имеют ширину 360 мм и длину 500 мм (диагональ почти 700 мм). И мы единственные в мире, кто умеет делать такие.
С харьковчанами никто пока не может сравниться ни по форме, ни по объему, ни по дешевизне технологического процесса.
Крупногабаритные кристаллы в основном применяются для работы в агрессивных средах, под большим давлением, в аэрокосмической технике, самолетостроении в оптоэлектронике и оптике, а также при массовом производстве светодиодов, без которых не засветятся экраны телевизоров и «глаза» светофоров.
— Наша основная задача — нарастить толщину заготовок, — рассказывает заведующий лабораторией новых технологий выращивания и обработки сапфира НТК Георгий Адонкин. — Сегодня мы можем выращивать прямоугольные сапфиры толщиной до 80 мм. Новые поколения специальных камер позволят нам достичь толщины до 120 мм.
Но и это не предел. Спрос на крупногабаритные кристаллы в мире растет.
Если попасть в лабораторию или производственные помещения НТК, то неосведомленного человека может постичь разочарование.
Выдающиеся достижения мировой науки происходят в небольших помещениях, в «шкафах», «ящиках», «камерах» и «ванночках», которые выглядят довольно просто и невнушительно. Ничего общего ни с советскими, ни даже голливудскими научно-фантастическими фильмами, где если уж прибор или установка, то с «навороченной» аппаратурой, множеством сигнализаторов и датчиков.
Скажем, при производстве полифосфорных кислот, незаменимых в химической и фармацевтической промышленности, здесь вместо традиционных источников нагрева используется СВЧ-энергия, аналогичная той, что применяется в привычных кухонных микроволновках.
По словам заместителя генерального директора НТК по научной работе Валентина Чебанова, энергозатраты при таком подходе снижаются в 3-4 раза по сравнению с традиционными методами, а готовая продукция не нуждается в дополнительной очистке и не содержит посторонних примесей, что значительно упрощает технологический процесс и его экологичность.
На основе монокристаллов в НТК производят сцинтилляторы — вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения (гамма-квантов, электронов, альфа-частиц и т. д.).
Эта способность пригодилась в аппаратах для обнаружения и идентификации террористических угроз и опасных материалов, например взрывчатых и ядерных. Но самое главное — они незаменимы в аппаратах новейшей медицинской диагностики, например томографах.
Дело в том, что кристаллы селенида цинка имеют оптимальную чувствительность для просвечивания человеческого организма. С его помощью врач может получить диагностическую картинку быстрее, не подвергая пациента излишнему воздействию йодистых препаратов, и она будет ярче, контрастнее и с максимально возможной разрешающей способностью, что позволит увидеть очаг патологии менее миллиметра.
Участок по выращиванию полупроводниковых кристаллов селенида цинка был смонтирован в НТК недавно, благодаря государственной программе «Микроэлектроника». Новое оборудование позволяет выращивать 16 кристаллов в месяц. Каждый кристалл — массой 1,2 кг. Из каждого кристалла можно выпустить полупроводниковых сцинтилляторов на 4 тысячи евро и, можно сказать, что здесь достаточно продуктивно зарабатывают валюту для государственной казны.
Участок полностью покрывает потребность современной промышленности в данном виде сцинтилляторов.
— Если потребуется больше, то мы готовы увеличить мощности, — подчеркивает заведующий отделом тугоплавких сцинтилляционных материалов Сергей Галкин.
Кажущаяся техническая простота иной раз обманчива. Так гонцы из Поднебесной купили в Украине одну установку для выращивания монокристаллов сапфира, пообещав контракт еще на сотню, и отбыли восвояси. У себя скопировали и изготовили еще несколько экземпляров, но сделать на них что-либо так и не смогли. Потому как для того, чтобы создавать уникальные современные материалы, нужны не только «шкафчики», «ящички» и «ванночки», а научные школы и опыт, нарабатываемые годами упорных исследований и трудов.
Это «ноу-хау», как настоящую любовь, купить практически невозможно.
Справка
Институт монокристаллов основан в 1955 году как харьковский филиал Всесоюзного НИИ химреактивов (ИРЕА). В 1975 г. на базе института создано НПО «Монокристаллреактив», в которое вошли также Харьковский завод химреактивов и опытный завод института. В 1991 г. объединение перешло в подчинение НАН Украины. В 1995 г. на его базе был создан научно-технологический комплекс. Харьковские ученые создают материалы, которые широко используются в медицине, в военных и научных целях. Организация тесно сотрудничает со многими ведущими научными центрами и университетами России, Беларуси, США, Израиля, Китая, Индии, Японии и стран Западной Европы.
«Время»
