Одна из встреч 23-го Фестиваля науки в Варшаве была посвящена новым материалам. Я отправилась в Институт инженерии материалов Варшавской политехники, где познакомилась с ответственными за эту тему членами Научного кружка WAKANS. У микрофона президент правления Кацпер Вонсовский (Kacper Wąsowski):
Начнем с того, чем занимается научный кружок WAKANS, каковы основные направления вашей деятельности?
Кацпер Вонсовский: Кружок занимается различными проектами, связанными с инженерией материалов. При этом у нас нет какого-либо одного, в строгом смысле главного проекта, которым занимается весь кружок, зато мы ведем несколько проектов параллельно. Когда студент выдвигает инициативу вести научный проект, мы даем ему такой шанс и часто выделяем на это финансовые средства. Кроме того, WAKANS занимается продвижением Института инженерии материалов на научных пикниках и других мероприятиях, популяризирующих науку.
Могли бы чуть подробнее рассказать о проектах, которые реализует WAKANS?
Кацпер Вонсовский: Проекты касаются самого широкого спектра заинтересованности студентов. Ведь сама инженерия материалов простирается на многие области науки. Например, можно заниматься биоматериалами, то есть, такими, которые можно пересадить в тело человека вместо кости, или стоматолическими имплантами. Есть проекты, которые посвящены новым конструкционным материалам, например, новым сплавам металлов, или функциональным материалам, таким как магниты или огнеупорная керамика.
Сейчас много внимания уделяется сотрудничеству инженеров и медиков. Хотелось бы немного развить тему роли инженерии в имплантологии, ведь здоровье интересует всех без исключения..
Кацпер Вонсовский: Роль инженерии материалов в имплантологии состоит в том в создании возможностей производства имплантов таким образом, чтобы они соответствовали конкретным потребностям. Каждый человек, как известно, - это отдельный организм, каждая кость имеет индивидуальные особенности, поэтому импланты сейчас во многих случаях печатаются на принтере 3 D, чтобы они подходили как идеальный заменитель той части, которая требует замены в человеческом теле. Ну, и выбор соответствующего материала. Сплав металлов для имплантации - это может быть аустенитная сталь, так называемая 316 (такие стали классифицируют по наличию в составе легирующих элементов – никеля и хрома), или сплавы титана. Однако их нельзя назвать идеальными, несмотря на то, что очень качественные. Здесь есть очень деликатная проблема с составом, поскольку некоторые элементы могут быть токсичными для человека, даже в минимальных количествах, поэтому стоит их избегать. И еще, если говорить о механических свойствах таких имплантов, мы стремимся к тому, чтобы они были приближены к механическим свойствам кости. Потому что в ином случае они ведут себя неестественно, не так как кости человека, что порождает целый ряд проблем. В частности, на стыке импланта с натуральной костью может наступить омертвение кости. Есть достаточно много и других нюансов.
Что можно сказать о новых технологиях, применяемых в разработке новых материалов?
Кацпер Вонсовский: Несомненно, такой интересной технологией, которая существенно меняет имплантологию, является печать 3D из металла. Это абсолютно новаторская техника, очень свежая, и пока еще трудно сказать о ее применении в промышленном масштабе, поскольку она сосредотачивается на производстве малыми сериями. Выглядит это таким образом: насыпаются очень тонкие слои металлического порошка, затем точечно прижигаются лазером в нескольких местах. И этот порошок, слой за слоем строит материал.
Каким достижениями в последнее время может похвалиться Институт инженерии материалов?
Кацпер Вонсовский: Наверняка последним открытием на нашем факультете, касающегося такой «нишевой» темы, как материалы для ядерной энергетики. Есть концепция строительства термоядерного реактора, который синтезирует элементы, а не расщепляет, при этом материалы, из которых строятся стены такого реактора, подвергаются риску очень сильного излучения и очень высокой температуры. И у нас открыли сплав так называемой высокой энтропии, который состоит не из двух-трех элементов, как обычные сплавы, а из, по меньшей мере, пяти. Это может быть, скажем, железо, ванадий, вольфрам, хром и молибден примерно в одинаковой концентрации. Испытания материала показали, что он является устойчивым к такого рода условиям в реакторе, и может быть, его удастся применить на практике.
О том, что на Фестиваль науки Научный кружок WAKANS подготовил для гостей, сказал член кружка Антони Вадовский (Antoni Wadowski):
Антони Вадовский: Камеру для обработки светодиодных лампочек, которая используется с целью улучшения качества материалов. Также игры, состоящие в отгадывании материалов, из которого выполнен данный элемент. А кроме того, несколько меньших, но тоже интересных вещей, таких как металлические пенки, которые могут иметь очень большой потенциал в будущем в связи со своими уникальными свойствами. Эти металлические пенки - очень интересный материал, потому что они очень легкие, при этом обладают очень хорошими механическими свойствами. Они могут использоваться, например, в авиации, где масса очень важна при сохранении прочности конструкции.
Антони Вадовский (на фото слева) и Кацпер Вонсовский. Фото:И. Завиша
Еще относительно будущего - вопрос к президенту правления научного кружка WAKANS Кацперу Вонсовскому. Как Вы видите будущее самой науки - инженерии материалов?
Кацпер Вонсовский: Думаю, она будет очень широко развиваться, на многих направлениях, поскольку инженерия материалов является своего рода вспомогательной наукой для других областей, как мне кажется. И везде там, где будет потребность в новых материалах, улучшении технологических процессов, в материалах более легких, что мы наблюдаем сейчас в автомобильной или авиационной промышленности, там большую роль будет играть инженерия материалов. У нее действительно очень широкий спектр применения.
Материал подготовила Ирина Завиша