Учёные ТГУ работают на благо региона

Младший научный сотрудник научно-исследовательского института прогрессивных технологий (НИИПТ) ТГУ, кандидат технических наук, выпускник аспирантуры Павел Мягких изучает инновационные биорезорбируемые магниевые материалы для медицинских хирургических изделий.

– Сейчас я продолжаю исследовать ряд особенностей коррозии магниевых сплавов, которые выявил, пока работал над кандидатской диссертацией вместе со своим научным руководителем, профессором, директором НИИПТ ТГУ Дмитрием Львовичем Мерсоном, – рассказывает Павел Мягких. – Управляя структурой сплава становится возможным управлять и коррозией, поэтому важно изучить отдельные факторы, которые эту коррозию вызывают. Практическое значение исследования особенно актуально сейчас, когда на базе ТГУ запускается первое в России производство биорезорбируемых магниевых имплантатов для хирургии, поскольку исследование проводится на сплаве, из которого эти самые имплантаты будут изготовлены.

Магний и его сплавы становятся все более популярными, однако, изделия из магния в своём исходном виде не подходят для большинства задач в технике, медицине, химии и других областях. Они недостаточно прочные, быстро изнашиваются и подвержены коррозии. Чтобы решить эти проблемы, поверхности изделий из магния нужно защищать специальными покрытиями. Одним из лучших способов такой защиты является плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО). Но покрытия, созданные с его помощью, тоже неидеальны. Сделать эти покрытия максимально эффективными – над этой задачей работает коллега Павла Мягких, аспирант Алиса Полунина. Задумку она развивает под научным руководством профессора, доктора физико-математических наук, ректора ТГУ Михаила Криштала.

– Мы предлагаем добавлять в магниевые покрытия наноразмерные частицы из нескольких веществ, – объясняет Алиса Полунина. – Эти добавки должны улучшить защитные свойства покрытия, сделать его более прочным и улучшить сам процесс обработки. Эти исследования важны для различных сфер, включая производство деталей машин (например, поршней и цилиндров), медицинских имплантатов, винтов, а также для создания корпусов ноутбуков и смартфонов. Мы выявили, как наночастицы взаимодействуют с оксидным слоем, разработали физическую модель создания гибридных покрытий и определили список веществ, которые могут быть полезны.

По словам Алисы Полуниной, обычно одна добавка улучшает только одно свойство покрытия, например, защищает от коррозии или повышает прочность. Гипотеза исследования заключается в том, что использование нескольких добавок одновременно может дать комплексное улучшение. Проверять эту гипотезу будут в дальнейших опытах.

Выпускница магистратуры института машиностроения ТГУ, тим-лидер автоинженерной команды Togliatti Racing Team Екатерина Чижаткина и четверокурсник института машиностроения Георгий Сорокин, под началом кандидата технических наук Александра Бобровского, предложили способ модернизации мототранспорта через реинжиниринг силовой установки.

– С российского рынка ушли многие поставщики компонентов для автомобилей и мотоциклов, в связи с этим стал особенно актуален реинжиниринг – это оцифровка детали или узла с возможностью последующего многократного воспроизведения. Оцифровывают, как правило, с помощью «цифрового двойника»: чертежа или 3D-модели. Мы описали методику осуществления реинжиниринга силовой установки.

С помощью реинжиниринга можно восстановить практически любой компонент механизма. По словам Екатерины Чижаткиной, для мотоциклов актуальнее всего замена силовой установки, потому что она чаще всего выходит из строя. Поэтому сейчас в центре машиностроения ТГУ создана полная 3D-модель мотоцикла КТМ 690, на котором инженеры проводят реинжиниринг. Благодаря полученной цифровой модели, определены габаритные размеры и другие параметры, которые помогут отработать технологию на реальном прототипе. Так, до конца года планируется заменить в реальном мотоцикле бензиновый мотор на электрическую силовую установку. Екатерина Чижаткина не исключает, что продолжит исследования уже в качестве аспиранта.

Авторы всех трёх научно-исследовательских проектов стали обладателями денежных выплат молодым учёным и конструкторам, работающим в Самарской области. Победители получили единоразовые денежные выплаты в размере 120 тысяч рублей.