Новые технологии не просто проникают в нашу повседневную жизнь, они стремительно захватывают её. Как только учёные совершают открытие, инженеры уже разрабатывают способы его использования, а предприниматели стремятся создать на его основе стартап. Сегодня мы обсудим три российские компании, которые построили свой бизнес на технологиях, ранее казавшихся фантастическими, но которые уже сейчас успешно работают.

Графен – основа всего

В 2010 году российские учёные Андрей Гейм и Константин Новосёлов, работающие в Манчестерском университете, получили Нобелевскую премию за открытие графена — материала нового поколения. Из графена, среди прочего, изготавливаются углеродные нанотрубки, которые, как полагают, станут основой будущей наноэлектроники. Основное преимущество нанотрубок — это способность улучшать свойства материалов при минимальной концентрации, всего 0,01%.

Хотя их производство долго оставалось дорогостоящим, что ставило под сомнение их применение в быту, российская компания OCSiAl, расположенная в Новосибирском Академгородке, стала мировым лидером по производству одностенных нанотрубок, которые теперь находят применение в самых разных областях.

Изобретение №1. Безынерционные системы отопления для дома

Российские ученые и инженеры из компании CALDOtech нашли применение углеродным нанотрубкам в быту, разработав безынерционные системы отопления на их основе. Они решили использовать уникальное свойство графена эффективно рассеивать тепло, сделав это основой для своего бизнеса.

Максим Шибинский

Генеральный директор CALDOtech

«Углеродные нанотрубки придают электропроводимость покрытиям, на которые они нанесены. Это свойство мы использовали для создания инновационных отопительных систем. Мы разработали графеново-полимерный состав, который проникает в структуру материала и формирует непрерывную токопроводящую сеть с высокой теплоотдачей. В качестве теплоносителя после экспериментов выбрали керамогранит — он обладает хорошей адгезией, высокой теплопередачей и прочностью».

Три года инженеры занимались разработкой и улучшением технологии. Когда прототип был готов, его отправили на испытания, результаты которых оказались впечатляющими. Комиссия белорусского предприятия «БЕЛТЭИ» подтвердила невероятный показатель КПД системы — 99,2%!
Как удалось достичь таких показателей, почти нарушающих первый закон термодинамики? Секрет кроется в принципе работы устройства: оно передает колебательные импульсы молекулам углерода в воздухе, что ускоряет их движение, повышая температуру. Важнейший аспект — передача импульсов происходит без потери энергии, благодаря чему почти вся электроэнергия превращается в тепло, равномерно распространяющееся по помещению. Поэтому система и демонстрирует столь высокий КПД.

Изобретение №2. Инновационные нити

Как еще можно использовать углеродные нанотрубки? Многие предполагали, что их будущее связано с созданием сложной электроники. Однако петербургская компания «АрктикТекс» решила сосредоточиться на более практичных нуждах и разработала куртки с подогревом, используя ткань, пропитанную составом с углеродными нанотрубками. Идея проста: в кармане одежды располагается пауэрбанк, который питает сеть нагревательных нитей, встроенных в материал. Куртка нагревается до 45°C всего за 40 секунд, равномерно распределяя тепло по всей поверхности. Технология сохраняет гибкость ткани и позволяет уменьшить вес одежды за счет сокращения объема утеплителя. Осенью 2022 года российская компания ORBY представила коллекцию подростковых курток с такими модулями, обеспечивающими до 6 часов подогрева. Сейчас эта технология тестируется для использования в экипировке туристов, пожарных и людей, работающих в условиях экстремальных холодов. Еще несколько лет назад никто не верил в востребованность таких решений, но Северо-Западный наноцентр увидел перспективу и вложился в разработку. Теперь технология используется для создания прототипов защитной одежды для спасателей, работающих в Арктике. Разработка ведется совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом промышленных технологий и дизайна и МЧС России. В начале 2023 года первая партия одежды для спасателей прошла успешные лабораторные испытания на огнестойкость и эффективность обогрева.

Изобретение №3. Гибкое интеллектуальное стекло

Третья инновация также основана на нанотехнологиях, но на этот раз с использованием жидкокристаллических материалов. В декабре 2022 года Российский центр гибкой электроники (РЦГЭ) совместно с белорусской компанией «МТЛСиДи» завершили создание нового материала — аналога «умного» стекла, который может быть установлен на гибкую основу. Этот материал способен мгновенно изменять свою прозрачность и степень теплопоглощения по сигналу с пульта управления.

Алексей Гостомельский

Генеральный директор РЦГЭ

«Наша разработка по своим характеристикам превосходит существующие электрохромные смарт-стекла (ECD). Новый материал не только гибкий, но и изменяет прозрачность за тысячные доли секунды, тогда как традиционные ECD требуют около 20 минут для переключения между режимами. Подобные решения могут найти применение в устройствах, где требуется мгновенная регулировка освещения, а также в сложных по форме изделиях, таких как мотоциклетные шлемы, горнолыжные маски или солнцезащитные козырьки автомобилей. Также это стекло может использоваться для затемнения иллюминаторов самолётов».

Технология основана на эффекте «гость — хозяин», где между двумя гибкими слоями помещен жидкокристаллический материал с молекулами красителя. В настоящий момент разработано электроуправляемое стекло размером 80×150 мм для лицевых масок. В отличие от фотохромных аналогов, это стекло позволяет вручную регулировать уровень затемнения.

В перспективе планируется использовать эту технологию для создания окон и люков в отечественных автомобилях. То, что «Лады» и «Москвичи» с умной тонировкой, исчезающей по нажатию кнопки, могут стать реальностью, уже не кажется фантастикой. Смарт-стекла всё чаще применяются в архитектуре — в больницах, офисах и жилых домах. Российские предприниматели всё активнее работают в тесной связке с инженерами и учёными, открывая новые горизонты для применения современных технологий.