18+
18+
Лаборатории ТПУ, Люди, Образование и наука, ТПУ, тпу политех томск лаборатории бетатрон неразрушающий контроль наноматериал томские ученые Лаборатории: 7 историй о главных экспериментальных пространствах томского Политеха

Лаборатории: 7 историй о главных экспериментальных пространствах томского Политеха

В этом году в нашем спецпроекте «Лаборатория» мы рассказывали о том, чем занимаются и как устроены главные экспериментальные пространства томского Политеха.

Каждая лаборатория — своя команда, свои задачи и свои супердостижения. Подробно про них читайте в наших лонгридах, а сегодня вспоминаем самые впечатляющие моменты.

Запчасти для людей

В лаборатории НИЦ «Физическое материаловедение и композитные материалы» материаловеды, биологи и химики работают заодно. А все потому, что-то, что здесь делают, должно сочетаться с тканями живого организма.

В лаборатории разрабатывают имплантаты костей и скаффолды. Это специальные «строительные леса», позволяющие быстро заживлять костную ткань. Полимер или композит имитирует структуру костных тканей, несет в себе заживляющие препараты и исчезает, когда кость срастется.

Здесь же делают специальные пьезоматериалы, которые ускоряют заживление и сращивание костей. Сродни пьезоэлементу в зажигалке, который при ударе вырабатывает искру, этот пьезоматериал наносится на кость, и электрический заряд появляется при деформации на его гранях. Экспериментируя с материалами, можно добиться того, что заряды будут появляться в нужных местах, нужной полярности и величины. Что будет отталкивать опасные бактерии и привлекать клетки, которые участвуют в заживлении тканей. Подробнее рассказываем в материале «Лаборатория. Как в томском Политехе создают запчасти для людей».

Сок камней

Часто нефтяникам нужно определить свойства как самих нефти и газа, так и породы, в которой они зародились. Где находится источник той или иной нефти? Как найти интервалы, которые насыщены углеводородами? На все эти вопросы отраслевикам помогают ответить в лаборатории геологии месторождений нефти и газа политеха. Результаты их исследований позволяют практикам эффективнее разведывать новые месторождения и рациональнее эксплуатировать действующие скважины.

В лаборатории дробят горную породу, после чего каменную крошку засыпают в специальные патроны и оставляют под воздействием сильного растворителя — хлороформа. Такая экстракция позволяет «разобрать» ее по составу и выяснить все, что необходимо нефтяникам. Подробности читайте в нашем материале «Лаборатория. Как в ТПУ выжимают соки из камней и разбирают их по составу».

«Чистая комната»

«Чистая комната» — это единственная лаборатория по проектированию микроэлектромеханических сенсоров такого класса в вузах России. Здесь работают с деталями такого размера, для которого имеют значение любая пылинка или волосок. Поэтому подобных «вредителей» вообще не должно быть в воздухе или на поверхностях в этой комнате. Особенно это относится к материалам, из которых изготовлены предметы, находящиеся в комнате. Например, одежда, которая не должна выделять микроворсинки. Почему это так важно? Представьте, что часовщику при работе в механизм падают отвертки, гвозди или целые бревна. Примерно так и будет выглядеть ситуация для ученого, собирающего микродатчик.

С такими величинами не всегда можно работать непосредственно руками — часть операций выполняется при помощи аппаратуры. Она может координировать манипуляторы с должной точностью. Подробнее рассказываем в нашем материале «Лаборатория. Почему пыль — главный враг МЭМС и зачем Политеху чистая комната».

Космический принтер

За скромным названием НОЦ «Современные производственные технологии» скрывается очень любопытное подразделение политеха. Именно здесь разработали 3D-принтер для Международной космической станции, который печатает пластиковые детали прямо на орбите. В чем суть: на МКС очень много различных маленьких пластиковых расходников. Их проще печатать прямо в космосе по мере надобности, нежели завозить запас всех возможных вариаций с собой. Тот факт, что принтер должен работать в невесомости, накладывает на него ряд конструктивных ограничений. Начиная с того, что в условиях невесомости должно быть удобно нажимать кнопки, и заканчивая устройством собственно печатающей головки: ведь выдавливаемый пластик ведет себя совершенно не так, как в условиях силы тяжести. Сейчас разработка устройства завершена, очередь за этапом испытаний и финальных доделок. Подробности — в нашем материале «Лаборатория. 3D-принтер для космоса и рой спутников из томского Политеха».

Бетатроны

В лаборатории «Бетатронная томография крупногабаритных объектов» разрабатывают, собирают и настраивают «под ключ» промышленные бетатроны. Устройства нужны в самых разных отраслях, от промышленности до медицины. На производствах они выполняют функции неразрушающего контроля. С помощью таких ускорителей частиц, сделанных в политехе, промышленники ищут дефекты крупногабаритных объектов. Как все работает: частицы в циклическом ускорителе разгоняются по кругу до околосветовых скоростей и накапливают большую энергию. Если сбросить электронный пучок на мишень, это как раз и даст рентгеновский импульс, способный просвечивать крупногабаритные объекты. А если вывести напрямую, можно использовать в медицине: быстрые электроны эффективно убивают раковые клетки. Читайте подробности в нашей статье «Лаборатория. Маленькие коллайдеры из томского Политеха».

Неразрушающий контроль

Как проверить наличие дефектов у технической системы после ее изготовления или в процессе эксплуатации? Есть два подхода.

Первый — взять тысячу изделий, десять из них сломать, посмотреть внутреннюю структуру, и на основании этих данных оценить качество всей партии. Второй — использовать метод, который позволит просветить всю партию, и оценить техническое состояние каждого изделия.

В Центре промышленной томографии ТПУ знают целую кучу способов провести такую проверку, ничего не разрушая — от ультразвука до тепловизора. Поэтому их знания так востребованы промышленниками.

Кстати, ученые именно этой лаборатории в 2020 году разработали самый большой в России роботизированный ультразвуковой томограф! Он будет использован на будущем Международном термоядерном реакторе — ИТЭР. Подробнее рассказываем в нашем материале «Лаборатория. Как изучить любой материал изнутри, ничего не ломая?».

Наномир

Научно-образовательный инновационный центр «Наноматериалы и нанотехнологии» ТПУ занимался наночастицами еще тогда, когда это не стало мейнстримом. Сегодня в его активе контракты на выполнение научно-исследовательских работ и с российскими, и с зарубежными производителями — Nissan Motors, Bosch, Korea Electronics, CIJ Co и др.

Наноматериалы важны для них потому, что мельчайшие частицы, из которых состоит вещество, не образуют кристаллы и полученный материал не трескается. У него другая проводимость, другие тепловые свойства, отличные, например от сплава. Главная сложность в работе с наноматериалом — идеально равномерно его спрессовать. После чего мгновенно запечь, чтобы из порошка он превратился в монолит.

В лаборатории политеха как раз это и умеют делать на очень высоком уровне. Сегодня в ТПУ разрабатывают технологии изготовления изделий из нанопорошков почти любого назначения: для электроники, космической и атомной промышленности, медицины, или вполне земного машиностроения и даже сельского хозяйства.

Например, здесь идет работа над повышением бронезащитных свойств прозрачных керамик. Сделать толстую прозрачную керамику — тоже своего рода искусство, потому что чем больше толщина, тем больше риск образования пор. А чтобы создать бронезащитное стекло (например, для инкассаторских автомобилей), надо повысить толщину без существенного увеличения массы. Наноструктура такой керамики будет препятствовать образованию трещин даже от попадания пули. Другая сфера разработок — биосовместимые имплантаты на основе оксида циркония. По технологии ТПУ можно изготавливать объекты индивидуальной формы в стоматологии или ортопедии для каждого конкретного пациента. Подробности — в нашей статье «Лаборатория. Как в Политехе получают наноматериалы с уникальными свойствами».

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».

Тэги/темы:
Томские новости

В Томске создали мультимедийный проект о клещах

30 апреля 2021
Томские новости

В Научной библиотеке ТГУ запустили новую платформу «PRO Сибирь»

16 апреля 2021
Томские новости

Томские ученые сняли фильм об исчезающих озерах вечной мерзлоты

22 апреля 2021
Томские новости

Томичей научат реализовывать городские проекты

13 мая 2021
Образование и наука

Андрей Яковлев, врио ректора ТПУ: «Томский политех — всегда на фронтире научных и инженерных задач»

11 мая 2021
Томские новости

Томские ученые создали катализатор для защиты атмосферы от опасных выбросов

12 мая 2021
Томские новости

В ТГУ открылся Центр коллективной обработки данных для работы с Big Data

11 мая 2021
Томские новости

Томские ученые создали качественный и дешевый бензин из отходов газодобычи

15 апреля 2021
IT и телеком

Хакатон-2021: «Роснефть» ждет студентов на ИТ-соревнования

4 мая 2021
Комментарии для сайта Cackle