Технический прогресс, по сути, - это прогресс в области материалов. Не будь здесь революционных прорывов, не было бы сейчас ни сложнейшей техники, ни новейших машин, двигателей, реактивной авиации и ракет. Не было бы и запусков в космос.

С определенных пор, как мы знаем, главным атрибутом технического развития был металл и всевозможные металлические сплавы. Даже сам прогресс, по крайней мере, с XIX века,  долгое время ассоциировался с металлом. Да и сейчас еще наши футуристические фантазии так или иначе содержат что-то металлическое, серебристое, блестящее на солнце. Металл стал для нас символом прочности и надежности. И из чего же делать машины, как не из металла?

Однако времена меняются. И как считают эксперты, мы на пороге новой эры, когда тон в изготовлении машин и конструкций различных агрегатов будут задавать не металлы и сплавы, а материалы на основе углеволокна. Некоторые даже предвещают наступление так называемой «карбоновой» эпохи, когда на замену стали, алюминия и титановым сплавам придет углеродное волокно. Насколько обоснованы такие заявления?

Отметим, что углеволокно, как утверждают специалисты, может быть в пять раз прочнее стали и при этом – в три раза легче ее! Кроме того, оно может выдерживать очень высокие температуры, в силу чего применяется для термоизоляции. Первоначально очень прочное углеволокно предназначалось для аэрокосмической промышленности. Но постепенно «карбон» нашел применение не только в ракетостроении и авиации, но и в судостроении, автомобилестроении и многих других областях. Например, на сегодняшний день корпуса болидов Формулы-1 уже полностью изготовлены из углепластика. До этого на трассах F1 почти все монококи делались из алюминия. Но у алюминия были свои недостатки, в числе которых - недостаточная прочность при больших нагрузках. Увеличение прочности требовало увеличения размеров конструкции, а следовательно и его массы. Углеволокно в этом случае оказалось великолепной альтернативой алюминию. Кроме того, еще одной областью применения «карбона»  стали тормоза. Невероятные характеристики тормозов современной F1 обеспечивают карбоновые диски, способные работать при высочайших температурах.

Но это еще не всё. Углеволокно в ближайшее время будет все больше и больше входить в наш быт. Спрос на этот материал растет неимоверно. И его впору называть главным материалом нового технологического уклада. Поэтому не удивительно, что на прошедшем Международном форуме «Технопром – 2014» углеволокну было уделено серьезное внимание на одной из конференций, посвященной проблеме производства инновационных материалов.

По словам гостя форума - генерального директора компании Bangalore Integrated System Solution (P) Ltd Сундера Рамасуббу (Индия) -  основная потребность в углеволокне в течение пяти лет перейдет в область обычной промышленности, где на его долю придется более 50 процентов. То есть «карбон» из «космического» и эксклюзивного материала станет совершенно «земным» и широко распространенным. К концу десятилетия на долю обычной промышленности будет приходиться уже 85 – 90 процентов.   Конечно, здесь уже требуются не такие высокие свойства, как в аэрокосмосе, хотя, в сравнении с существующими материалами, они все равно останутся высокими, - подчеркнул индийский эксперт. По его словам, в следующем году произведенного углеволокна уже не будет хватать для удовлетворения потребностей предприятий, выпускающих из него ту или иную продукцию. Поэтому производители этого материала уже сейчас задумываются о расширении своих производств.

По предварительным оценкам, к 2020 году будет требоваться уже миллион тонн углеволокна. На сегодняшний день поглощается меньше половины от этой потребности. То есть динамика здесь поистине космическая! 

Самое интересное, что значительная доля потребности будет приходиться на альтернативную энергетику. Речь идет о ветряках, которые сегодня изготавливают из стеклопластика, однако производители уже начинают переходить на углепластик. Самым же большим потребителем углеволокна станет автомобильная промышленность. В настоящее время этот материал применяется только в «престижных» автомобилях, либо, как мы сказали выше,  в болидах Формулы-1. А это всего каких-то 5 процентов. Однако уже через 5 – 10 лет автомобильная промышленность будет потреблять до 60% углеволокна по всему миру. Постепенно этот материал начинают осваивать и строители. Особенно он окажется востребованным для строительства сооружений, эксплуатируемых в сложных климатических условиях. Например, вряд ли без него можно обойтись при освоении Арктики.

По словам эксперта, к 2020 году для обычных предприятий разность между потребностью в углеволокне и его производством составит примерно 70 тысяч тонн. Это довольно много. Одни только ветряки потребуют увеличение производства до 65 тысяч тонн. Сегодня крупнейшие предприятия по выпуску углеволокна производят в год лишь по 10-15 тысяч тонн этого материала. О чем это говорит? О том, что инвестировать в производство «карбона» очень выгодно. Особенно выгодно для России. Почему? Потому что именно у нас полным-полно дешевого углеводородного сырья и полно дешевой энергии. Превратить сырьевую «Энергетическую Державу» в лидера по производству столь ценного инновационного материала – задача в каком-то смысле дерзкая и головокружительная. Однако, к сожалению, руководителей  страны такая перспектива пока еще не вдохновляет. А ведь можно серьезно опоздать, и опоздать навсегда.

На сегодняшний день на рынке массового углеволокна тон задают США, Япония и Германия. Не так давно в процесс включился Китай, показав неплохой результат (а кто бы сомневался). Начала подтягиваться Индия. Мало того, Саудовская Аравия строит планы насчет массового выпуска этого материала, пытаясь таким образом  превратить запасы своих углеводородов в более дорогой продукт.

Российские производители в данном сегменте представлены пока очень скромно. И это несмотря на то, что Советский Союз когда-то наладил массовое производство углеволокна из вискозы. Теперь нам здесь похвастаться нечем. Часть производств остановлена, а в технологическом плане наблюдается заметное отставание от ведущих стран-производителей.

Вопрос решился, как всегда, в духе отечественных «эффективных менеджеров»: зачем осваивать нам новые технологии – продадим газ и купим готовенькое. Так рассуждают и по сию пору, упуская реальный шанс заявить о себе на уровне нового технологического уклада. Ведь саму технологию просто так, «с колес», не внедрить. Индии понадобилось двадцать лет, чтобы создать современное производство по выпуску углеволокна. И пока в России раскачиваются, место на рынке прочно займут наши ближайшие соседи.

Уже сейчас требуется срочная наладка производства. Причем принять в этом участие могут зарубежные партнеры – из той же Индии. Как сказал по этому поводу индийский гость: «Уж если наши ученые смогли освоить эту технологию, то российские это смогут и подавно». Иначе говоря, на Востоке высоко оценивают качество наших специалистов. Основную проблему видят именно в политике. Как по этому поводу выразился Сундер Рамасуббу: «Мне даже кажется, что у вас это было сделано, но потом было отложено, когда Россия вошла в объятия западных стран и выбросила все это производство, решив покупать у Запада».

Признаемся, что устами иностранца в данном вопросе глаголет истина. Политика «эффективных менеджеров», как видим, вызывает большой скепсис не только в нашей стране и не только у наших ученых. 

Олег Носков

23 июня 2014 года в 13 часов в Большом зале Дома ученых состоится открытие международной мультиконференции  «Биоинформатика и системная биология». Конференция пройдет 23-28 июня 2014 года на базе Дома ученых СО РАН, Выставочного центра СО РАН и Института Цитологии и Генетики СО РАН.

Организатор конференции - Институт цитологии и генетики СО РАН, Председатель Международного Программного комитета - директор ИЦиГ СО РАН академик РАН Николай Александрович Колчанов.

Ставшая традиционной серия конференций BGRS (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure) проводится каждые два года, начиная с 1998 года. Конференция собирает в Новосибирском Академгородке биологов, физиков и математиков, работающих над междисциплинарными задачами в области системной биологии, генетики, биотехнологий. В этом году заметно активное участие биотехнологических компаний - BGRS\SB-2014 организована при поддержке ООО «Компания Хеликон», ООО «Эппендорф Раша», ООО «Генотек», ООО «Био-Рад Лаборатории», ООО «ИнтерЛабСервис», ЗАО «Интел» (Intel A/O. Intel Offices – Russia), ООО «Рош Диагностика Рус», ООО «Диаэм».

Серия BGRS выросла в широкое научное мероприятие по системной биологии - мультиконференцию, включающее в  2014 году симпозиумы и конференции:

1. Симпозиум «Системная биология» - BGRS\SB-2014.

2. Симпозиум «Генетика человека» - ISHG-2014.

3. Международная конференция «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычисления в биоинформатике, биомедицине и биотехнологии»  - MM-HPC-BBB-2014.

Все мероприятия проходят на английском языке.

В работе конференции примут участие более 400 человек, среди которых российские и зарубежные ученые, аспиранты, студенты, инженеры из научно-исследовательских и коммерческих организаций.

Во время Конференции пройдет традиционная Шестая Международная Школа молодых ученых "Системная биология и Биоинформатика" (SBB-2014).

Биоинформатика, как научная дисциплина, зародилась более 30 лет назад на стыке молекулярной и клеточной биологии, молекулярной генетики, биохимии, физиологии, теории эволюции, информационных технологий, математики, химии и физики.

Биоинформатика — быстро развивающаяся наука, в связи с этим каждая из прошедших конференций серии BGRS была ориентирована на наиболее актуальные для своего времени вопросы. В сохранение и развития этой традиции, конференция 2014 года посвящена биоинформатике и системной биологии, геномному секвенированию, персонализированной медицине и суперкомпьютерным методам вычислений в биологии.

Основная задача системной биологии - комплексное экспериментально-компьютерное изучение закономерностей организации и функционирования биологических систем молекулярно-генетического, клеточного, тканевого, органного и организменного уровней на основе информации, закодированной в их геномах. Системная биология вслед за физикой движется в направлении, когда планирование эксперимента и его интерпретация немыслимы без глубокой теоретической и компьютерной проработки изучаемых систем и процессов. В связи с этим в рамках конференции большое внимание будет уделяться исследованиям, основанным на интеграции экспериментальных и компьютерных/теоретических подходов.

Участие ведущих российских и зарубежных специалистов гарантирует высокий научный уровень конференции. Следует подчеркнуть, что по разносторонности и широте обсуждаемых проблем конференции BGRS, пожалуй, единственные мероприятия подобного профиля в России и странах СНГ.

Сайт конференции http://conf.nsc.ru/BGRSSB2014/ru

Телефон: +7(383) 363-49-77

Факс: +7(383) 333-12-78

E·mail: bgrs2014@bionet.nsc.ru

Ответственный за связь со СМИ

к.б.н. Орлов Юрий Львович

orlov@bionet.nsc.ru

Снаружи широко раскинувшегося Frankfurt Messe, приюта для бесчисленных немецких торговых выставок, стоит «Человек с молотком», 21-метровая кинетическая статуя, которая постоянно поднимает и опускает свою руку, ударяя по куску металла молотом. Джонатан Борофски, построивший «Человека» скульптор, говорит, что «Человек» чествует рабочего, создавшего с помощью разума и рук окружающий нас пир. Это знакомая история. Но сегодня методы производства меняются с помощью ряда примечательных способов, которые преобразят будущее промышленности.

Одной из больших выставок, проводящихся во Франкфурте, является EuroMold. На ней демонстрируются прототипы продуктов, инструменты, необходимые для запуска этих вещей в производство, и все виды прочего производственного оборудования. Инженеры старой закалки работали с токарными станками, дрелями, штамповочными прессами и фрезерными станками. Они всё ещё существуют, но на EuroMold демонстрируются не замасленные машины, за которыми следят люди в спецовках. Зал за залом заполнены идеально чистыми американскими, азиатскими и европейскими станками. Большая часть их операторов, мужчины и женщины, сидят за компьютерными дисплеями. Вы нигде не найдёте молотка.

На самой последней выставке EuroMold, в прошлом ноябре, демонстрировался иной тип станков: трёхмерные (3D) принтеры. Вместо ударов, сгибания и разрезания материала, как это всегда было, 3D-принтеры создают вещи путём их нанесения, слой за слоем. Это и есть причина, почему этот процесс вернее называть аддитивным [add — добавлять, прим. переводчика] производством.

Американская фирма, 3D Systems, использовала один из своих 3D-принтеров, чтобы напечатать молоток для вашего обозревателя, завершив [его изготовление — прим.переводчика] искусной рукояткой, выглядящей как дерево, и металлизированной головкой.

Это то, как будет выглядеть производство в будущем. Запросите сегодня завод изготовить вам один молоток по вашему дизайну, и вам будет выставлен счёт на тысячи долларов. Создатели должны будут ИЗГОТОВИТЬ образец, отковать головку, отделать её поверхность так, чтобы она стала удобной, обточить деревянную рукоятку, а затем собрать детали. Проделать это для одного молотка будет стоить чрезмерно дорого. Если вы делаете тысячи молотков, каждый из них будет значительно дешевле благодаря эффекту массового производства. Для 3D-принтера, однако, эффект массового производства играет значительно меньшую роль. Его программное обеспечение может постоянно модифицироваться, и он может изготовить практически всё. Стоимость экземпляра отпечатки одинакова, неважно, делает ли принтер одну вещь, или так много, сколько может уместиться внутри него; как и двухмерный офисный принтер, который продолжает печатать одно письмо или много разных, пока картридж и бумага не потребуют замены, 3D-принтер будет продолжать печатать Вещи примерно с одинаковой стоимостью для каждой копии.

Аддитивное производство ещё недостаточно хорошо для того, чтобы сделать автомобиль или iPhone, но оно уже используется для изготовления специализированных деталей для машин и кастомизированных чехлов для iPhone. Хотя это ещё относительно молодая технология, большинство людей скорее всего уже обладают чем-то, что было изготовлено с помощью 3D-принтера. Это может быть пара обуви, отпечатанная в твёрдой форме в качестве прототипа до начата массового производства. Это может быть слуховой аппарат, индивидуально подогнанный под форму ушной раковины клиента. Или же это может быть ювелирное изделие, отлитое в форму, сделанную 3D-принтером, или же изготовленное напрямую, с использованием растущего числа материалов, пригодных для печати.

Но аддитивное производство — это лишь один пример из ряда прорывов, которые приведут к созданию фабрики будущего, обычное технологическое оборудование тоже становится более умным и гибким.

У Volkswagen есть новая производственная стратегия под названием Modularer Querbaukasten (или MQB). Стандартизируя параметры определённых деталей, такие как опорные точки двигателей, немецкий производитель автомобилей надеется добиться возможности изготавливать все свои модели на одной и той же производственной линии. Технология была представлена в этом году, но наберёт темп по мере того, как новые модели будут запущены в следующем десятилетии. В конечном итоге это позволит его (концерна Volkswagen — прим.переводчика) фабрикам в США, Европе и Китае изготавливать на месте любое транспортное средство, которое будет востребовано на каждом из рынков.

Они больше их так не делают. Фабрики становятся намного более производительными благодаря автоматическим фрезерным станкам, которые могут заменять свои собственные инструменты, резать Е нескольких направлениях и «чувствовать», если что-то идёт не так, вместе с роботами, обладающими зрением, и другими сенсорными системами. Британский завод Nissan в Сандерленде, открытый в 1986 году, теперь является одним из наиболее эффективных в Европе. В 1999 году он произвёл 271 157 автомобилей при помощи 4594 людей. В прошлом году он произвёл 480 485 машин — больше любого другого автомобильного завода в Великобритании — с помощью всего лишь 54^2 человек.

«Вы не можете изготовить часть из некоторых этих современных штучек, используя старые ручные инструменты» — говорит Колин Смит, директор отдела конструирования и производства Rolls-Royce, британской компании, которая делает реактивные двигатели и другие силовые установки. «Дни больших заводов, заполненных людьми, уже прошли».

По мере того, как число людей, принятых на работу непосредственно для производства вещей, идёт на убыль, стоимость труда (как доля общей стоимости производства) также будет уменьшаться. Это поощрит производителей вернуть часть их производства назад в страны первого пира, не в последнюю очередь из-за того, что новые технологии дадут возможность быстрее и дешевле реагировать на изменение местных

Материалы, которые используются для изготовления предметов, тоже меняются. Композиционные материалы из углеродного волокна, например, заменяют сталь и алюминий в горных велосипедах и авиалайнерах. И иногда не станки, а генетически сконструированные для [определённой — прим. переводчика] задачи микроорганизмы будут заниматься производством.

Всё на заводах будущего будет управляться умным программным обеспечением. Каждая часть (игра слов – bit означает как и часть, кусочек, так и бит, единицу информации — прим. переводчика) дигитализации в производстве будет обладать разрушительным эффектом, таким же мощным, как и в других отраслях промышленности, которые стали цифровыми: сфера офисного оборудования, телекомов, фотографии, музыки, издательского дела и кино. И эффект не будет ограничен лишь крупными производителями; действительно, им нужно остерегаться, так как многое из того, что появится, придаст сил небольшим и средним фирмам и индивидуальным предпринимателям. Запуск новых продуктов станет более лёгким и дешёвым. Сообщества, предлагающие 3D-печать и другие услуги по производству, слегка напоминающие Facebook, уже создаются в онлайне — новое явление, которое может быть названо общественным производством.

Как мы покажем в дальнейших материалах этой серии, последствия всех этих изменений будут представлять собой третью промышленную революцию. Первая началась в Великобритании в конце 18-го столетия с механизации текстильной промышленности. В последующие десятилетия использование станков для изготовления вещей распространилось по всему миру. Вторая промышленная революция стартовала в США в начале 20-го века, с конвейерной линии, которая открыла эру массового производства.

По мере того, как производство становится цифровым, набирает темп третий большой сдвиг. Он позволит выгодно производить вещи в намного меньших количествах, с большей гибкостью и более низкой долей труда, благодаря новым материалам, абсолютно новым технологиям, таким, как 3D-печать, простым в использовании роботам, и сервисам совместного производства, доступным в онлайне. Колесо почти сделало полный оборот, поворачивая от массового производства к намного более индивидуальному. И этот поворот принесёт часть рабочих мест назад в страны первого мира, которые давно уступили [их —прим. переводчика] странам с формирующейся экономикой.

Богатства Российского Севера – это еще одна тема, прозвучавшая на прошедшем Международном форуме «Технопром – 2014». Было бы даже странно ее не затронуть, учитывая тот факт, что именно в Новосибирском Академгородке работают ученые, напрямую связанные с этой темой. Поэтому не удивительно, что ей был посвящен отдельный «круглый стол» с участием выдающихся сибирских специалистов.

Как мы знаем, еще в советские времена богатство природных кладовых Сибири поражало воображение. Казалось бы, после многолетнего опустошения сибирских недр запасы полезных ископаемых должны уже порядком иссякнуть. Но, как утверждают геологи, говорить об истощении еще слишком рано. Потому что обнаруживаются новые месторождения, содержащие несметные богатства, о которых когда-то мало кто помышлял. Вдобавок, появляется новая кладезь полезных ископаемых – акватория Арктики.

В общем, сокрушаться по поводу истощения запасов полезных ископаемых нет никаких оснований. Особенно для россиян.

Север нашей страны еще до конца не исследован, но уже то, что здесь найдено, внушает небывалый оптимизм не только  ученым, но и  руководителям государства. По словам советника РАН академика Алексея Конторовича (выдающегося специалиста по нефти и газу): «Архангельская область богата нефтью и газом. В Баренцевом море мы только начали работы и уже нашли гигантское Штокмановское месторождение газа – крупнейшее в Европе».

Правда, он уточнил, что в связи с некоторым снижением потребления газа в Западной Европе, Штокмановское месторождение, наверное, будет осваиваться не так быстро, как хотелось бы. Тем не менее, ресурсы в Баренцевом море сами по себе огромны. Академик Конторович также напомнил, что совсем недавно компания «Газпром» запустила нефтяное месторождение в Печерском море.

И это еще не всё. «В Карском море мы только начали работу, а уже открыты два гигантских месторождения. В августе этого года компания «Роснефть» вместе с «ЭксонМобил» забурит скважину в Университетском месторождении, и можно с уверенностью сказать, что в первом или втором квартале будущего года они доложат об открытии нового гигантского месторождения. Геофизика показывает, что оно однозначно будет уникальным», - сказал ученый.

Далее академик Конторович упомянул Ямало-Ненецкий округ. По его словам: «Ямало-Ненецкий округ был и останется на весь XXI век крупнейшей газоносной провинцией мира».

С нефтью тоже все в порядке. «Успехи нашей нефтяной промышленности, - напомнил ученый, - во многом связаны с открытием Ванкорского нефтяного месторождения. Там открыта целая группа месторождений, и я горжусь тем, что в начале 1980-х предложил эту зону для освоения и разрабатывал первую программу поисковых и разведочных работ на этой территории, которая в свое время была утверждена Министерством геологии РСФСР. Весь полуостров Таймыр, его равнинная часть, очень богата нефтью и газом, и нас еще ждут там новые открытия».

Не отстает в этом плане и территория Якутии. «На всей территории – от реки Анабар до реки Лены – имеются огромные перспективы для открытия нефтяных месторождений. Также мы здесь имеем гигантское месторождение битумов, которые сегодня называют нетрадиционным ресурсом углеводородного сырья. Здесь порядка трех миллиардов тонн запасов, и сейчас уже разрабатываются технологии его освоения. Мы уже ведем переговоры с компанией «Роснефть» о проведении совместных исследований», - уточнил академик Конторович. 

Кроме того, по словам академика, сейчас составлена огромная программа по освоению моря Лаптевых.

«Совершенно очевидно, - считает он, - что шельфы Северного Ледовитого океана – самые богатые нефтью и газом шельфы в мире. А для России их площадь и протяженность – самая большая, и в них сосредоточена львиная доля нефтегазовых ресурсов. По современным оценкам, это, по-видимому, по совокупности – еще одна Западная Сибирь.

 Так что бесспорно, что во второй половине XXI века в вопросах обеспеченности населения планеты нефте-газовым сырьем шельфы Северного Ледовитого океана будут играть огромную роль».

В общем, наличие таких богатств впечатляет. Однако есть одно существенное препятствие на пути их освоения. Препятствие связано с отсутствием надлежащих технологий. И несмотря на то, что прогресс в этом отношении налицо, условия работы на крайнем Севере в любом случае очень сложные. Главная сложность состоит в многометровой толще мерзлых пород. И поэтому даже на суше, утверждает академик Конторович, работать по обычным технологиям нельзя. Так, в позапрошлом году компания «Газпром» ввела на Ямале уникальное Бованенковское  месторождение, которое будет обеспечивать и Россию, и наш экспорт в Западную Европу многие десятилетия. Эта стройка была осуществлена в невероятно сложных условиях. И работы там продолжаются по сей день. Кроме того, в районах освоения необходимо создавать достаточно сложную современную инфраструктуру, связанную как с добычей, так и с транспортировкой сырья. А для этого нужна специальная техника. Про научно-исследовательскую работу мы уже и не говорим – это и так понятно. Так что капитальные затраты здесь необычайно высоки.

 Уже сейчас на восточном берегу полуострова Ямал строится уникальный порт Сабетта. Как утверждает академик Конторович, это будет самый крупный порт в Арктике. И здесь же строится завод по сжижению природного газа. С его пуском Россия может стать крупнейшим в мире экспортером сжиженого природного газа. В этой связи нашей стране придется осваивать северный морской путь. И все эти вопросы, конечно же, требуют технологических решений. Например, бурение в условиях ледовой обстановки – задача невероятно сложная и до конца еще не решенная. При этом такую работу придется вести с соблюдением высочайших экологических требований. И тундра,  и флора арктических морей, как замечают ученые, легко ранимы.  И белые медведи, и тюлени, и рыба, которая нерестится в крупных сибирских реках – достояние всего человечества. Варварские подходы к освоению здесь недопустимы. А это, опять же, усложняет задачу и требует принципиально новых технических решений.

В прошлом году была принята стратегия развития российской арктической зоны, где, в частности, отмечается, что технологий для ее освоения у нас еще недостаточно. А вопросы, еще раз отметим,  нужно решать в комплексе, учитывая не только проблемы экологии, но также и образ жизни малых народов крайнего Севера, болезненно реагирующих на вторжение технической цивилизации.

В то же время согласимся, что указанные сложности – прекрасное поле деятельности для  ученых Сибирского отделения РАН, среди которых есть восторженные поклонники крайнего Севера, буквально влюбленные в Арктику.  Как отметили участники «круглого стола», случайные люди такой работой заниматься не могут. Специалистов по работе в Арктике нужно готовить со студенческой скамьи. Что, собственно, уже происходит. И как говорят геологи, Север принимает не всех. Но если он тебя принял – то это уже взаимная любовь на всю жизнь.

Олег Носков