Химическими технологиями будущего, которые позволят совершить значительный скачок в развитии химической промышленности, станут аэрогели, датчики контроля, натрий-ионные батареи, микрореакторный синтез, а также цифровизация химических производств. Об этом сообщил ТАСС и.о. ректора Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева Илья Воротынцев.
«Следует обратить внимание на аэрогели — класс материалов, в которых жидкая фаза полностью замещена газообразной. Это в том числе пористые материалы с низкой плотностью и небольшой массой, в которых 5% составляет вещество (углерод или оксиды различных металлов), а остальное — воздух. Можно представить себе кирпич массой около 2 кг: такого же размера «кирпич» из аэрогеля будет весить чуть больше 2 гр. Сфер применения аэрогелей очень много: от медицины, где они могут использоваться, например, как кровоостанавливающие средства и материалы для катализа, до космических технологий. Аэрогели можно использовать и для улавливания космической пыли, создания высокочувствительных детекторов, теплоизоляции, сорбентов и так далее», — сказал Воротынцев.
Еще одна группа перспективных технологий — создание современных датчиков контроля, что особенно актуально для России в условиях санкционных ограничений. Датчики используются повсюду, в том числе в лабораториях и на самых разных высокотехнологичных производствах. Во многих отраслях постепенно осуществляется переход на современные пленочные флуоресцентные датчики, которые позволяют понять, правильно ли идет тот или иной процесс. При этом сам датчик имеет форму кусочка пленки.
«По сути, это фактический переход к интернету вещей, цифровизация химической отрасли. Датчики могут объединяться в сеть, информация собирается в массивы данных, анализируется — и становится основой для управленческих решений о том, есть ли сбой в том или ином процессе, и какие действия необходимы. Широкое распространение современных датчиков поможет значительно повысить эффективность химических производств, что особенно важно в существующих условиях», — отметил и.о. ректора.
Батареи и цифровизация
Также технологии создания натрий-ионных батарей в перспективе смогут заменить литий-ионные. По мнению Воротынцева, с добычей лития связано много проблем, и сегодня ученые активно изучают возможности по его добыче из различных обедненных растворов. Натрия в мире гораздо больше, чем лития, но пока технологии натрий-ионных батарей находятся в стадии разработки, и на сегодняшний день такие батареи по своим параметрам значительно уступают литий-ионным.
На пятом месте ректор упомянул сразу несколько технологий, связанных с цифровизацией химических производств. Это технологии искусственного интеллекта (ИИ), создание интерактивных моделей и широкое использование виртуальной реальности. Развитие таких технологий подразумевает работу с большими данными: сбор, систематизацию, проектирование систем принятия решений на основе данных. Например, анализируя в определенный момент состав нефти или природного газа, можно понять, на каком конкретно месторождении они были добыты. На производствах минеральных удобрений, где масштабы химических процессов очень велики, ИИ может применяться для оптимизации производственных процессов или других целей в зависимости от потребностей рынка.
«Наконец, если говорить о химических технологиях будущего, важно упомянуть технологии микрореакторного синтеза, которые позволяют осуществлять более эффективное взаимодействие реагентов в процессе синтеза. Такие технологии смогут создать принципиально новые возможности для химических производств, в том числе в сфере фармацевтики и пищевой промышленности: они позволяют значительно повысить эффективность и скорость производства, а также снизить издержки, связанные с вводом новой продукции», — заключил Воротынцев.