CC BY
24Г.И. Вахабова,
преподавателъ специальных дисциплин, КГКП «Костанайский строительный колледж», г.Костанай
He?i)?i свздер: нано технология, жобалау цызмепп, цурылыстыц, нано цурылымдьщ материалдар ул-кен суранысца не, /у) зыретттк.
Ключевые слова: нанотехно-логии, проектная деятельность, cmроительство, нано cmруктурн ы е материалы, востребованност ь, компетенции.
Keywords: nanotechnologies, project activity, construction, nano-structural materials, demand, competences
К ПРОБЛЕМЕ РАЗВИТИЯ НАНО ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Ацдатпа
Макала Кдзакстанда нанотехнологиянын, да-мыту сурактарына арналган. Жаца материалдар дайындау жэне оны курылыска енпзу туралы Heri3ri жет1ст1ктер1 сипатталган.
Аннотация
Статья посвящена вопросам развития нано-техиологий в Казахстане. Описаны основные достижения в разработке и внедрении новых материалов в строительстве.
Annotation
The article is devoted to the after-hour activity as a basis for the development of project activities on the example of study ing nanotechnologies in Kazakhstan by students of Construction college.
Мы должны занять свою нишу - пусть небольшую, но перспективную на мировом рынке высоких технологий. Поэтому намечены перспективные научно-технические направления, в которых мы имеем шанс добиться реальных результатов. Это
- биотехнологии, нанотехнологии, космическая деятельность, информационно-коммуникационные технологии и технологии для углеводородной и горно-металлургической промышленности.
Н.А Назарбаев К
<С m
В Послании Президента Республики Казахстан О
- Лидера нации Народу Казахстана Стратегия «Ка-
захстан-2050»: новый политический курс состояв- О
шегося государства» Н.А. Назарбаев определяет §
10 задач, которые стоят перед Казахстаном, одна О
из которых - переход Казахстана к третьей инду- О
стриальной революции [1, с.8]. В качестве одной X
из ветвей индустриальной революции являются ^
нанотехнологии. В современном мире в последние t^
несколько лет происходит стремительное развитие Рч
нанотехнологий. Особенность нанотехнологий w
н
заключается в возможности их применения в не-
2(20)72018
в; х х
<с
т
о
СП
я
ш О в; х
1-ч
о ч о
X X ш Е-
к
в; К
Рч
о
ш Е-
ограниченной сфере, поэтому они являются базисом для совершенно нового технологического уклада экономики. И поэтому ее развитие в Казахстане рассматривается как одно из особо важных сфер науки. Применение продукции нанотехнологий позволит сэкономить на сырье и потреблении энергии, сократить выбросы в атмосферу и, как следствие, будут способствовать устойчивому развитию экономики.
Человечество во все времена стремилось улучшить условия своего существования. Для этого в первобытном обществе люди использовали различные орудия труда, несколько позже они приручили диких животных, которые стали приносить пользу человеческому сообществу. Шли годы, менялся мир, менялись люди и их потребности. Теперь большинство из нас уже не может представить себе жизнь без комфортабельных условий проживания, достижений науки, техники, медицины и т.д.
Для данной научно-исследовательской работы студентами строительного колед-жа технического отделения был проведен обобщающий анализ статей и докладов, выступлений, теоретического материала в области нанотехнологий для комфортного проживания человека в целом, в строительстве зданий и сооружений. Данная тема работы заинтересовала студентов своими перспективами, которые открываются для общества, способностью вывести жизнь людей на абсолютно новый уровень жизни.
Уровень развития наноиндустрии в Казахстане можно охарактеризовать как начальный. Надо признать, что сегодня Казахстан значительно отстает от мировых нанотехно-логических лидеров - США, Японии, стран Евросоюза, а также России по абсолютным показателям развития науки, технологий, степени промышленного освоения и коммерциализации разработок наноиндустрии. Но несмотря на это в республике очень много делается для ее развития [3, с. 12].
По инициативе Главы государства в 2010 г. в Казахстане открыт новый «Назарбаев-Университет», который призван превратить столицу в крупный научно-образовательный
центр Евразии. В структуре университета создаются научные центры по перспективным отраслям развития современной науки. В рамках Международного междисциплинарного инструментального центра создаётся ряд лабораторий - хемометрии, инфракрасной спектрометрии, биокерамики, биостимуляторов роста и другие. В нем будут проводиться исследования в области структуры и свойств металлов, диэлектриков, полимеров, полупроводников, а также нанотехнологий [2, с. 15].
По поручению Президента РК для интеграции науки и высшего образования в регионах страны открыты 5 национальных научных и 15 университетских лабораторий инженерного профиля по приоритетным направлениям научно-технологического развития. Важным является то, что в последние годы введены в Классификатор специальностей высшего и послевузовского образования Республики Казахстан следующие специальности: магистратуры -6М074000 - «Нано-материалы и нанотехнологии» (по областям применения) и докторантуры - 60074000 -«Наноматериалы и нанотехнологии» (по областям применения), что говорит о том, что данное направление очень перспективно для страны [2, с. 17].
Один из важных вопросов, который изучили студенты строительного колледжа: «Почему наноструктурные материалы обретают в строительстве все большую востребованность?» Потому, что они обладают высокой износостойкостью, особыми электрофизическими свойствами, жароустойчивостью и другими уникальными чертами. В конечном итоге все сводится к одной цели -созданию наиболее выгодного, экологически чистого, безопасного как для самого человека, так и для всей окружающей среды жилья.
Говоря о нанотехнологиях в строительных материалах, следует вести речь не только об их самоочищении (к примеру, самоочищающиеся окна в высотных зданиях) и усилении их прочности, но и улучшении качества, внешних данных. Пожалуй, можно говорить даже о революции в этой области, ведь предполагается создание антисептических, огне-
упорных материалов и других немаловажных для человеческой жизни и природной экологии качествах. Разве не чудом окажется краска, самостоятельно восстанавливающая при повреждениях и препятствующая коррозии? Или же стены, без посторонней помощи «затягивающие» возникающие трещины? Предполагается создание несущих конструкций, которые будут сами осуществлять мониторинг своего же напряженно-деформированного состояния; ограждающих конструкций или кровли, которые будут аккумулировать солнечную энергию; покрытий, которые чутко отреагируют на психофизическое состояние человека и другие. Правда, пока нанотехнологии строительных материалов ориентированы по большей части на поверхностные, чисто внешние эффекты. Хотя получение новейших структур также не стоит на месте. В ходу - композиционные материалы уникальных прочностных характеристик; принципиально новые арматурные стали; нанопленки, использующиеся для покрытия светопрозрачных зданий; паронепроницаемые, гибкие, самоочищающиеся и другие виды стекол [5,с.21].
Студенты в своей работе описали все существующие нано - технологические материалы, используемые в современном строительстве. Лидером необычных творений человеческих рук оказался - «Аэрогель», «твердый воздух», или «замороженный дым», единогласно признанный материал, который вошел в Книгу рекордов Гиннеса. «Аэрогель выдерживает нагрузку в две тысячи раз больше, чем его собственный вес. Материалы, в основе которых лежит аэрогель, успешно применяются не только для теплоизоляции трасс и различных тепловых оборудований, но и в домашнем строительстве. Новейшим многофункциональным продуктом весьма широкого спектра действия была признана -тефлоновая клеевая ткань из прочного стекловолокна, пропитанная антипригарным тефлоновым слоем (РТБЕ), и пропитанная с другой стороны клеем. В строительстве тефлоновая ткань используется не так давно, но достаточно активно.
Использование нанотехнологий в стро-
ительстве позволяет добавлять к традиционным строительным материалам определенные свойства, достижение которых еще недавно считалось небывалым. Так, одним из актуальных разработок последнего времени является создание долговечного и высокопрочного бетона. Согласно расчетам, такой бетон может без проблем просуществовать до 500 лет. Для создания высокопрочного бетона применяются ультрадисперсные, на-норазмерные частицы [5, с.23].
Исследования ученых в области нано модификаций металлов и их сплавов позволили получить высокопрочную сталь, которая не имеет в настоящее время аналогов по параметрам прочности и вязкости. Применение таких наноматериалов самым идеальным образом подходит для строительства различных гидротехнических и дорожных объектов. Отдельно хочется обратить внимание на конструкционные композиты, которые представляют собой широкий класс конструкционных материалов, имеющих полимерную, металлическую или керамическую матрицу. Наиболее типичным примером таких композитов являются углепластики - это композиты с углеволокнами и с полимерной матрицей [5, с.24].
В настоящее время выдающиеся свойства наноматериалов позволяют применять в строительстве новые теплоизоляционные материалы, краски, эмали, лаки и многое другое. Большим достижением в области нанопокрытий стала имитация эффекта лепестков лотоса, которые совершенно неуязвимы для воды. Настоящим открытием в строительной индустрии стали свойства на-номатериала - инновационной пленки, предназначенной для защиты цветных пластиковых окон от инфракрасного (теплового) излучения. Инновационные пленки имеют особые пигменты, позволяющие отражать до 80% инфракрасных лучей и не позволяющие конструкциям перегреваться. В результате данная пленка защищает как окна, так и само помещение от перегрева, продлевая этим срок службы конструкции и снижая затраты на кондиционирование.
В нашей стране уже начали применять
в; К х
<с
т
о
СП
я
ш О в; X и
О §
X X ш Е-
к
в; X Рч
о
ш Е-
в; s х
<с
m
о
СП £
W
о в; s
1-4
о
4 о
X X ш Е-
5 в;
S Рч
о
ш Е-
нанокомпозитные трубы: они предназначены для систем водоснабжения, отопления и газоснабжения. Нанокомпозитные трубы в несколько десятков раз превосходят свои привычные аналоги по эксплуатационным свойствам, а также отличаются невысокой стоимостью. Перспективной альтернативой привычному стальному аналогу, специалисты считают строительную, стеклопластико-вую композитную арматуру. Такой наномате-риал имеет целый ряд уникальных свойств. Так, стеклопластиковая композитная арматура обладает малым уделенным весом, который в 4 раза меньше, чем у стали, химической стойкостью и высокой прочностью [5, с.27].
Климатические условия Казахстана с его степными просторами и жарким летом провоцируют появления лесных и степных пожаров. Несмотря на то, что такие пожары могут быть весьма обширными, все же основной процент случается в жилых районах. Чаще всего возгораются частные дома, торговые площадки, а также объекты на малых предприятиях.
Для снижения количества пожаров в Казахстане применяются новые огнезащитные и огнестойкие материалы в строительстве зданий и сооружений. Среди продуктов, которые планируется внедрить, - выпускаемая КНАУФ плита «огнестойкий лист», имеющая на сегодня самый высокий предел огнестойкости в Казахстане. Кроме того, начато производство теплоизоляционной плиты из стекловолокна, отличающейся также высокой огнестойкостью [6, с. 32].
На основе изученного теоретического материала можно сделать вывод: имея значительный экономический и человеческий капитал, богатые природные ресурсы, основную производственную инфраструктуру, устойчивую финансовую систему, Казахстан способен трансформировать вызовы, созданные текущим мировым экономическим кризисом, в новые возможности для достижения сбалансированного и устойчивого развития, в том числе через развитие нано-индустрии и внедрение нанотехнологий.
Казахстану сейчас жизненно необходим
инновационныи прорыв в нанотехнологии
- новые заводы, цеха и фабрики, производящие наукоемкую продукцию на основе отечественных разработок [4, с. 18].
Казахстан реально обладает огромным интеллектуальным потенциалом, одаренной, талантливой молодежью. Нужно его правильно использовать, делая ставку на молодых ученых. Необходимо создать условия для работы, использования новых технологий таких, как проектная деятельность, и возможности для творческой самореализации молодых ученых, практиков.
Проектная деятельность, направленная на исследования нанотехнологий молодёжью, принесёт обязательно положительный эффект. Она позволит студентам участвовать в создании конкретного результата и научиться работать в условиях ограниченного времени, под руководством реального заказчика, презентовать проект, работать в команде, а также обрести навыки профессиональной коммуникации с различными контрагентами.
ЛИТЕРАТУРА
1.Назарбаев H.A. Послание Президента Республики Казахстан - Лидера Нации народу Казахстана. Стратегия «Казахстан
- 2050»: новый политический курс состоявшегося государства». Астана. Акорда. -2012.
- 53с.
2. Ерболатулы Д. Перспективы развития нанотехнологий в Казахстане Сборник материалов с конференции «Вклад молодых исследователей в индустриально-инновационное развитие Казахстана» [Электронный ресурс] http://old.el.kz/blogs/entry/content
3.Развитие нанотехнологий в PK [Электронный ресурс] //https://www.zakon.kz
4.Казахстан: состояние и перспективы развития национальной научно-технической политики [Электронный ресурс] /http:// www. nanone wsnet. ru/
5.Нанотехнологии в строительстве [Электронный ресурс] https://www.stroy.ru/
6.Кнауф-лист, огнестойкий (ГСП-DF) [Электронный ресурс] https://www.knauf.ru
2(20)72018
