Широкую палитру материалов — от сверхтвердых, сопоставимых с алмазом, или экранирующих электромагнитное и радиационное воздействие в открытом космосе до совершенно футуристических натрий-графеновых батарей для электротранспорта — создают в Научно-практическом центре Национальной академии наук Беларуси по материаловедению. Подробности в интервью журналу «Экономика Беларуси» рассказал генеральный директор, член-корреспондент НАН Беларуси, доктор физико-математических наук Валерий Федосюк.
Шесть лет назад состоялась первая европейская космическая миссия к Меркурию — станция «Бепи Коломбо», стартовавшая с космодрома Куру во французской Гвиане, выйдет на орбиту в 2026 году. На этом спутнике часть аппаратуры российского производства, а защита электроники от разного рода воздействий, в том числе электромагнитного и радиационного излучения, — белорусская, разработана в НПЦ по материаловедению.
«Апробация инноваций в космических условиях, можно сказать, самая жесткая. «Бепи Коломбо» должен пролететь 9 млрд км — вдвое больше, чем радиус Солнечной системы. Интенсивность солнечного излучения на Меркурии примерно в 10 раз выше, чем на Земле. Аппарату придется работать в условиях как экстремально низких, так и экстремально высоких температур — от минус 180 до плюс 450 градусов, — уточняет руководитель НПЦ по материаловедению. — Сейчас готовимся к совместной работе с российскими коллегами над развертыванием с 2027 по 2032 год новой Российской орбитальной станции, которая продолжит освоение космоса после завершения деятельности МКС. Основными задачами станут защита электронных компонентов от воздействия радиации, повышение надежности и сроков службы аппаратуры».
Но уже в 2024 году эта научно-исследовательская тематика получила развитие. В НПЦ по материаловедению выполнили крупнейший в истории Национальной академии наук Беларуси контракт для российской компании на более чем $20 млн. Традиционные толстостенные экраны, защищающие от излучения, ученые заменили на инновационные многослойные пленочные структуры — чередующиеся магнитные и немагнитные слои разных толщины и состава. Преимущество защиты с помощью пленочных материалов — несмотря на высокий коэффициент экранирования, они не утяжеляют конструкцию корпуса микроэлектронных плат, поскольку это тонкое, деликатное покрытие.
И пока мировые лидеры инвестируют в производство литийионных накопителей энергии, белорусские исследователи заглядывают дальше, в перспективу, открывая своим научным предвидением новую веху развития этой сферы.
«Рано или поздно мир перейдет с лития на натрий, — уверен Валерий Федосюк. — Поскольку литий достаточно дорог и запасы его исчерпаемы, надо развивать альтернативу. А натрия на планете достаточно: содержится в морской воде и соляных копях, да и добывается значительно проще. Натриевые батареи могут работать при температурах от минус 20 до плюс 40 градусов, в отличие от литиевых, на которых у нас ездят электробусы. Зимой их надо прогревать, а летом охлаждать, чтобы обеспечить эффективную работу транспорта. Только потому, что не понадобится дополнительная защита от температурных воздействий, аккумуляторный блок в электробусе будет примерно в два раза легче. Кроме того, натриевые аккумуляторы заряжаются втрое быстрее».
По словам гендиректора центра, учитывая заинтересованность китайских коллег в сотрудничестве, ведутся переговоры о создании совместной лаборатории, которая со временем разовьется в центр компетенций с мелкосерийным производством в индустриальном парке «Великий камень». Особенность инновационных батарей в том, что они натрий-графеновые. А графен — одна из модификаций углерода, уникальный материал, мировое открытие, за создание которого не так давно вручена Нобелевская премия.