Рубрика "Мнения" : Здесь выкладываются абсолютно различные мнения-статьи посетителей сайта, а также статьи с других сайтов для обсуждения. Администрация сайта по поводу этих новостей может иметь мнение, отличное от мнения авторов материалов.

Твердая пена против огня

Твердая пена против огня


Как российские химики стали революционерами в деле пожаротушения

Пожаротушение — сфера сложная и ответственная, и тем удивительнее кажется то, как медленно развиваются технологии в этой области. Гасящие пены, использование которых началось более века назад, мало изменились за прошедшее время — но, возможно, скоро в этой области начнется настоящая революция. Во всяком случае, новая разработка петербургских химиков Университета ИТМО и НПО «СОПОТ» выглядит революционной со всех сторон, начиная от идеи и заканчивая экологической безопасностью. Заместитель руководителя лаборатории «Растворная химия передовых материалов и технологий» Университета ИТМО Александр Виноградов ответил на вопросы «Русской планеты».


— Александр, откуда взялась сама идея создания новой пожаротушащей пены? Из ваших занятий химией, из заказа со стороны бизнеса или как-то иначе?

— Тут понадобится небольшой экскурс в текущую ситуацию на рынке тушащих материалов. Такие материалы всегда следует оценивать по трем основным параметрам: эффективность и универсальность тушения различных материалов, включая твердые и жидкие горючие материалы; стоимость самой пены; наконец, экологическая безопасность применения. И если разобрать все эти параметры в комплексе, то мы увидим, что сам по себе рынок огромен, но при этом достаточно беден в плане выбора. По-настоящему универсальных, эффективных и безопасных противопожарных пен в мире не так уж и много.

Россия в этом плане является очень интересным рынком. Наши крупнейшие потребители, нефте- и газодобывающие гиганты, используют установки и технические средства пожаротушения, поставленные из США и предназначенные для работы со смесями на основе фторсодержащих синтетических пенообразователей (AFFF). Действительно, по способности локализовать и ликвидировать очаг возгорания AFFF являются наиболее эффективными среди всех аналогичных препаратов. С другой стороны, их приходится закупать в той же Америке либо в готовом виде, либо в форме сырья. А главное, AFFF токсичны и крайне негативно влияют на состояние окружающей среды.

Период их полураспада в природе составляет не менее 40 лет. Продукты полуразложения фторсинтетики накапливаются в растениях и животных, попадают в организм человека. Коротко говоря, использовать пены на основе AFFF нельзя, если только затем не проводится целый комплекс мер по утилизации остатков и восстановлению экосистем.

Поэтому и в самих США, и в Европе еще несколько лет назад была принята конвенция, запрещающая использовать фторсинтетические препараты. Применение AFFF фактически остановлено повсеместно, но до сих пор разрешено в России. В остальных же странах пошли по пути запрещения AFFF, там используют аналогичные препараты — пусть не столь эффективные, но зато не такие опасные.

Так что когда в прошлом году мы открыли в ИТМО свою лабораторию и познакомились с компанией «СОПОТ», задача возникла практически сама собой. Компания эта является крупнейшим разработчиком средств пожаротушения и лидером в сфере производства пеногенерирующих устройств, активно действует не только в России, но и на некоторых зарубежных рынках, например в Китае и на Кубе. У них есть собственный штат сотрудников, которые разрабатывают и внедряют новые технологии в этой области.

Однако собственных препаратов-пенообразователей «СОПОТ» не разрабатывает и не выпускает. Поэтому, когда наша команда химиков пообщалась с коллегами из этой компании, мы сразу обратили внимание на то, что все существующие пенообразователи — а производство их ведется уже больше 100 лет — являются производными органических веществ.

Твердая пена против огня

Микроструктура кремнеземной пены. Источник: Александр Виноградов / Университет ИТМО

С точки зрения термодинамики связи углерод–углерод, углерод–водород и другие имеющиеся в органических соединениях при высоких температурах нестабильны. Невозможно, чтобы они сохранились целыми при нагревании выше 300 °С, зато неорганические вещества дают в этом смысле куда большую свободу. Так что мысль попробовать неорганическую пену возникла практически сразу.

— И как в итоге выглядит такая пена? Что она собой представляет?

— Наш материал — двухкомпонентный, состоящий из самого обычного пенообразователя, плюс новая композиция на основе наночастиц кремнезема, которая обеспечивает затвердевание пены, переводя ее в керамическую фазу.

Кремнезем — это обычный оксид кремния (IV), который знаком всем, например, в форме кварца. Его частицы способны полимеризоваться за считанные секунды (мы можем варьировать это время в пределах от 5 до 30 секунд) и заставляют пену довольно крепко фиксироваться на любой горящей поверхности. Эксперименты показали, что наша пена способна закрепляться даже на обычном полированном стекле и твердеть, превращаясь в нечто вроде пористой керамической губки, которая надежно изолирует поверхность от огня и высоких температур. Ничего подобного прежде не предлагалось и близко — и ничего подобного не получалось ни у кого.

Эффективность пожаротушения такой пеной легко понять. Представьте себе, что у вас горит помещение, и вы обливаете обычной тушащей пеной стены и потолок. Пена быстро стекает вниз, на вертикальных поверхностях задерживается не больше 5%, и даже если вы погасите эти поверхности, вскоре они рискуют загореться вновь. Пожарникам приходится снова и снова «проливать» здание. Твердеющий эффект здесь может сыграть ключевую роль.

— Как развивается процесс образования такой твердой пены?


— Представьте: у нас есть первый компонент, который отвечает собственно за образование пены, множества наполненных воздухом пузырьков. Второй компонент вводится в первый инжекционно, непосредственно перед подачей на горящую поверхность, и заставляет пену затвердевать.

Итак, пена поступает на горящий объект, температура которого многократно превышает ее собственную. В результате она резко его охлаждает — до температуры ниже стадии пиролиза — и через пару секунд отвердевает, не позволяя развиться повторному возгоранию. Грубо говоря, мы окутываем горящий объект «керамической шубой». В сравнении с той же AFFF эффективность у нас оказывается выше более чем в 20 раз.

Твердая пена против огня

Слева — полевые испытания новой тушащей пены, справа — полимеризация ее микроструктуры. Источник: Александр Виноградов / Университет ИТМО


В отличие от обычных пен, которые из-за громадных температур испаряются в считанные секунды, наш вспененный кремнезем не разрушается. При испарении воды кристаллизация аморфных частиц кремнезема лишь усиливается, кристаллический каркас уплотняется — и пена, как кирпич в промышленной печи, становится лишь прочнее и надежнее защищает наш объект.

— Но что останется в итоге такого тушения? Негорящая, но в целом бесполезная глыба твердой пены?


— Хотя мы говорим о затвердевании, полимеризованная пена не является твердой в бытовом понимании этого слова. Скорее, она напоминает гель, который в принципе можно удалить с поверхности. На предмете она может продержаться неделю-две, фактически до первого дождя. Такая пена обладает мощной способностью адсорбировать воду, поэтому, впитав ее, она размягчается и легко подвергается механическому разрушению. В итоге, даже попав в водосток или канализацию, долго она не продержится и распадется до частиц кремнезема диаметром 100–150 нм.

— А сами эти частицы не имеют токсических свойств?

— Кремнезем — материал крайне стойкий и химически инертный, безопасность его многократно доказана. Американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA), также как и Европейское агентство лекарственных средств (EMEA), на выводы которых во многом ориентируется и наш Минздрав, запрещают лишь внутривенное и внутримышечное использование кремнезема. А вот перорально он совершенно безопасен. Вам, наверное, знаком такой популярный препарат, как «Энтеросгель»? Именно из наночастиц кремнезема он и состоит.

Нам уже удалось получить сертификат соответствия первому классу биоразлагаемости — вообще впервые в мире для подобных препаратов. Хотя стоит заметить, что такой сертификат точнее было бы назвать «сертификатом биосовместимости»: частицы кремнезема в природе не будут разлагаться, они лишь поглощаются и разносятся микроорганизмами безо всякого вреда для них, а значит, и для окружающей среды.

— Получается, никаких ограничений по использованию такой кремнеземной пены не предвидится?

— Именно! И в этом одно из ее громадных достоинств. Не так давно в Сургуте мы провели испытания по использованию нашего препарата для создания лесозаградительных полос. Сейчас для этой цели используют средства на основе фосфатов, которые считаются достаточно недорогими. Однако фосфаты водорастворимы, поэтому легко уносятся дождем и почвенной влагой. Кроме того, фосфаты являются важными удобрениями, в лесу их быстро перерабатывают растения. Поэтому после того, как такая полоса была создана, продержится она недолго.

Наши испытания показали, что заградительная полоса с использованием «твердеющей пены» сохраняется намного дольше, позволяя локализовать возгорание в лесу и предотвратить распространение огня: через такую преграду шириной несколько метров никакой пожар не «перескочит». В идеале у пожарных будет до двух недель для того, чтобы прибыть на место, доставить технику и организовать тушение.

— Как распределились ваши роли в создании пожаротушащей пены? Какую часть решений взяли на себя вы, химики ИТМО, а какую — разработчики из компании «СОПОТ»?

— Строгого разделения труда не было, хотя, конечно, мы больше занимались именно решением химических задач, ведь это наш профиль. Они же больше сконцентрировались на технологической части, в которой тоже нашлось огромное количество проблем.

Твердая пена против огня

Результаты испытаний: отвердевшая пена надежно защищает объект. Источник: Александр Виноградов / Университет ИТМО

Можно отметить, что технологическая адаптация стала ключевым вопросом возможности генерации твердеющих пен. Именно поэтому НПО «СОПОТ», являясь лидером в области создания пеногенерирующих устройств в России и обладая гигантским багажом экспериментального опыта, смогла решить все возникшие вопросы, обеспечив стабильную работу устройств по генерации твердеющих пен. Правильно было бы сказать, что 90% успеха было в руках компании, которая заказала эти исследования и сегодня является правообладателем технологии.

Вообще говоря, трудных «мелочей» нашлось очень много, даже удивительно, что решить их удалось настолько быстро. Лишь 26 ноября 2014 года состоялось первое обсуждение нашей идеи — а 15 марта была отправлена заявка на патент. В мае разработка была продемонстрирована министру МЧС Владимиру Пучкову и его коллегам из Белоруссии и Монголии на выставке «Комплексная безопасность» в Москве. А уже в июне были испытаны лесозаградительные полосы с использованием специально переоборудованного МТ-ЛБ (многоцелевой транспортер легкий бронированный. — РП.).

— Какое продолжение может быть у этой истории?


— Рынок — гигантский, потенциал — бешеный, это я могу сказать точно. И со стороны бизнеса интерес к нашей разработке просто громадный. Есть предложения по использованию такой двухкомпонентной пены для специализированных применений, таких, как пожаротушение в шахтах и на нефтеналивных станциях.

Насколько мне известно, в компании «СОПОТ» к перспективам этого изобретения отнеслись очень серьезно. Уже оборудована специализированная химическая лаборатория, создана капсула для огневых испытаний, ведутся новые разработки, готовится запуск производства обоих компонентов. Но мы тут уже ни при чем.

Наша задача — не коммерция. Мы делаем науку, и основное направление работы нашей лаборатории — фундаментальные исследования, некоторые из которых можно быстро превратить в практические полезные решения. Именно этим мы и заняты: двухкомпонентная твердеющая пена не единственная из наших практических разработок.

В ближайшее время мы планируем регистрацию собственного стартапа InnoColloids, он займется выпуском инновационных коллоидных веществ, которые найдут самое широкое применение — от голографии до медицины и солнечной энергетики. Трудно что-то обещать, но, думаю, это будет просто бомба: могу сказать, что уже сейчас мы можем повысить яркость жидких кристаллов на 20% без каких-либо серьезных усилий, предложить новую технологию печати наноконструкций, представить уникальные неинвазивные биосенсоры... Это будет проект, полностью ориентированный на зарубежные рынки. Но это тема уже для другого разговора.
Автор: Ярослав Рыбаков
Первоисточник: http://rusplt.ru/sdelano-russkimi/tverdaya-pena-protiv-ognya-17905.html


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 30
  1. Комментарий был удален.
  2. Alexey RA 17 июля 2015 14:13
    И тут мотолыга отметилась. smile
    1. Decathlon 17 июля 2015 14:51
      Это МТЛ-нано, понимать надо! feel Разработка НИИ БТТ им.Чубайса, дорогая, до невозможности... belay
      1. За Россию 17 июля 2015 17:53
        Дай бог чтобы работала технология.

        А по поводу дороговизны, если уменьшит вред от пожаров и расходов на восстановление - то на пользу.
        За Россию
        1. crazyrom 18 июля 2015 03:53
          Это гигантский прорыв, судя по тексту, тушит всё что угодно за 5 секунд и абсолютно без вреда, очень впечатляет.
  3. Игорь Половодов 17 июля 2015 14:21
    ..."Это будет проект, полностью ориентированный на зарубежные рынки."
    Почему же полностью? Неужели в России такие инновации не будут востребованы?
    1. sanain 17 июля 2015 14:27
      Тоже интересно. Как будто, нам ничего не нужно, хотя учитывая силу неолиберальных кланов выбор тут ясен, такие идеи у нас обычно глушатся, вот и приходится изготовителям "диковинок" продавать свою технологию на запад для её развития и совершенствования. А там, уже по классической схеме перекатают к нам в виде "чудо-европейской-технологической-мысли".
    2. Corsair 17 июля 2015 15:14
      Цитата: Игорь Половодов
      Почему же полностью? Неужели в России такие инновации не будут востребованы?

      Дык наши же за рубли покупать будут, а им всем валюту подавай да побольше побольше.
      1. yushch 17 июля 2015 17:48
        Похвально,что не перевились у нас изобретатели подобных продуктов.Только автор не ответил на один важный вопрос,что будет с живым существом на которое попадет и соответственно затвердеет эта пена?Этот момент очень важный и его надо тоже учитывать.
    3. APASUS 17 июля 2015 20:04
      Цитата: Игорь Половодов
      ..."Это будет проект, полностью ориентированный на зарубежные рынки."
      Почему же полностью? Неужели в России такие инновации не будут востребованы?

      Даже нет сомнения,сколько времени прошло ,а интереса к противопожарной авиабомбе АСП-500 ФГУП "ГНПП "Базальт"так и никто не проявил Не интересно МЧС,МО,а кто еще может купить как не забугорный заказчик.
    4. Сергей-8848 17 июля 2015 21:19
      Лажа, на которую могут многие поддаться, купившись на умные слова.
      1) Пенообразователи AFFF совсем не так распространены, как толкует автор.
      2) Кремнезём, о чудесных свойствах которого так долго распространяется изобретатель - суть обычный песок (плавиться он и растекаться в заданных условиях - ну не может).
      3) Нет результатов ни натурных, ни макетных испытаний, только слова о безусловном превосходстве новой технологии.
      Для автора-шарлатана - на аллаверды, так сказать, - не стоит, работая в этой теме, называть пожарных пожарниками.
  4. kimyth1 17 июля 2015 14:23
    срочно на заводы по ремонту АПЛ!!! и надводных кораблей!!! good
    1. Alexey RA 17 июля 2015 14:53
      Цитата: kimyth1
      срочно на заводы по ремонту АПЛ!!! и надводных кораблей!!!

      Угу... а кто потом будет эту "кристаллическую пену" убирать из отсеков и межкорпусного пространства, с кабелей и из трубопроводов? А если она попадёт в механизмы?

      В своё время предлагали поднимать корабли закачивая внутрь два компонента, образовывавшие при соединении вспененный пенополиуретан. Выгода, вроде бы, налицо: не нужно тщательно герметизировать корпус как при закачке воздуха - состав сам найдёт трещины, выдавится в них и застынет.
      Потом прикинули - во сколько обойдётся удаление сплошного массива пенопласта из всплывшего корабля... и похоронили эту идею.
      1. Corsair 17 июля 2015 15:24
        Цитата: Alexey RA
        В своё время предлагали поднимать корабли закачивая внутрь два компонента, образовывавшие при соединении вспененный пенополиуретан. Выгода, вроде бы, налицо: не нужно тщательно герметизировать корпус как при закачке воздуха - состав сам найдёт трещины, выдавится в них и застынет.
        Потом прикинули - во сколько обойдётся удаление сплошного массива пенопласта из всплывшего корабля... и похоронили эту идею.

        what а ежели тупо сотни или тысячи небольших шариков закачать? При подъеме вроде бы самая главная опасность это разлома судна на части из-за неравномерной подъемной силы, пенопласт легко бензином чистится или ацетоном what
        1. Alexey RA 17 июля 2015 15:40
          Цитата: Corsair
          а ежели тупо сотни или тысячи небольших шариков закачать?

          А вот это было как раз следующим предложением - взамен пенопласта. smile
  5. Корсар0304 17 июля 2015 14:26
    "— Рынок — гигантский, потенциал — бешеный, это я могу сказать точно. И со стороны бизнеса интерес к нашей разработке просто громадный."

    Надо им со всех строн прикрыться патентами, сертификатами и т.д.
    Акулы развитого капитализма такой конкуренции не потерпят, особенно американцы, которым это как серпом по яйцам.
    Интересно, а наши предлагали Киеву такое когда там нефтебаза горела? Был бы оч-ч-ч-ень неплохой показ, реклама продукта, ну и натуральные испытания в боевых условиях.
  6. Consul-t 17 июля 2015 14:27
    Хорошая новость, только не слить бы секрет разработки на запад. Хотя... там тоже не дураки и идею подхватят.
    А рынок на самом деле действительно огромный.
  7. Горный стрелок 17 июля 2015 14:46
    Насчет ориентации на зарубежные рынки. Есть такая тенденция в науке. Это как мода. Крупные корпорации "не глядя" покупают все импортное. Им проще продать наш продукт, "завернув" в импортную обертку. Организуешь совместное предприятие "рога и копыта", со штаб квартирой на Кипре, и продаешь российским же потребителям в красивой иностранной упаковке наш продукт.
  8. Yukon 17 июля 2015 14:47
    Поздравляю - классная разработка. Может быть, теперь будут быстрее тушить лесные пожары и не будет столько добра пропадать. Экономически будет оправдано.
  9. nahalenok911 17 июля 2015 14:56
    Интересная новость и хорошая. Жаль только, что такой умственный потенциал мало востребован в РФ, судя по тому, что основные разработки ориентированы на иностранных потребителей... Из таких вот моментов неприятно ощущается наше технологическое отставание. Но! Дорогу осилит идущий! Лучше бы едущий...
  10. gridasov 17 июля 2015 15:31
    Если объективно рассматривать чем является огонь и какие процессы этому способствуют , то весьма эффективным методом тушения пожаров может быть далеко не пена и разумеется не вода , да и вообще не вещество. Создание пространства с определенным потенциалом эл. магнитных потоков . Именно как динамический процесс, исходным в организации, которого будет движение воздуха , но использоваться будет ионизирующая способность его создавать потенциал на так наз. лопастях турбины и соответственно будет создаваться переменное магнитное поле, которое по параметрам и будет противостоять тому , что будут созданы условия мешающие образованию огня как плазмы между контурами пространства с потенциалом. Фактически принцип тот же , что и в устройствах глушения радиосигнала в устройствах РЭБ
    1. 17085 17 июля 2015 16:00
      Устройства РЭБ по энергозатратам и энерговыделению сопоставимы с источниками радиосигнала, а зачастую вынужденны быть гораздо мощнее. Какой энергией должен обладать источник магнитного поля, чтобы бороться с пожаром в 1000 градусов на площади 1Га? Я думаю, чем-то сопоставимым... маленькой такой, портативной АЭС?
      1. gridasov 17 июля 2015 16:02
        Вы правильно поняли.Именно о таких возможностях и говорится.
        1. 17085 17 июля 2015 20:24
          Это не серьезно...
          Например на транспорте гораздо эффективнее, инертировать атмосферу пожароопасных систем, или разделять огнеупорными барьерами от жилых помещений, дешево и сердито. Источников энергии такой мощности там просто не установить. А использовать такие системы, как указано в статье, гораздо перспективнее. Не только используя, как средство пожаротушения, но и средство профилактики. От этих технологий до создания дешевых негорючих защитных покрытий - один шаг.

          П.С.
          Еще не известно, как Матушка-Земля отнесется к магнитным полям таких мощностей...
          1. gridasov 17 июля 2015 23:12
            Конечно не серьезно! Но рано или поздно надо начинать исследовать и пользоваться. Сразу ничего не получается. Но начать нужно!
  11. AUL 17 июля 2015 17:48
    В статье старательно обходится вопрос о стоимости этого метода. Это вызывает определенные сомнения. Если стоимость достаточно высока - у нас такое средство не прокатит, будем тушить водичкой, как и при царе Петре Алексеевиче.
    AUL
  12. Zomanus 17 июля 2015 20:38
    В свое время в аспирантуре занимался тем, что изучал способы добычи этого самого кремнезема из отходов производства зерновых. Сейчас бы наверное пригодилось. А в те года это было нафиг никому не нужно. И фотки из электронного микроскопа практически те же, аж ностальгия нахлынула. Сейчас главное-обложиться патентами и делать производство. Потому как если Китай за это ухватится-нашим можно будет забыть про выгоду от данного открытия.
  13. тол100в 17 июля 2015 21:00
    Вещь стоящая. Но вот дойдет ли она до рядовых пожарных частей!?
  14. Сергей-8848 17 июля 2015 21:06
    Пенообразователей на основе фторсинтетики (типа AFFF), днем с огнем не сыщешь. Стоят они - как героин вкупе с кокаином. Нужны только для тушения специфических жидкостей, не особо распространённых в быту и на производстве. Особо задвинутые компании имеют его на вооружении, но не дай б... израсходовать его, хотя бы литр, на занятиях или учениях.
    Все основные пожарные автомобили в городах и др. населённых пунктах заправляются пенообразователями на совершенно другой основе(даже биоразлагаемыми, как утверждают производители). Нефть и все её продукты тушатся с их помощью удовлетворительно (если руки у боевого расчёта откуда надо). Так что - нам пока не надо ни того, что предлагают, ни того, на что собираются поменять.
    Уж потихоньку, по-старому, на конно-бочечной тяге.
    На самом деле очень много разных пенообразователей (ПО), и для общего применения, и узкоспециализированных (напр., для тушения спиртов) были разработаны и до сих пор успешно применяются как в практике подразделений, так и в автоматических установках. Указанные в статье фторированные пенообразователи очень хорошо себя показывают при тушении ЛВЖ и ГЖ но сами - дороги до безобразия.
    PS. А ещё в 40-е - 80-е года был пенообразователь ПО-6К (на основе бычьей крови). Тушил неплохо, хранился хреново.
  15. Manul 18 июля 2015 08:42
    А государственную премию людям выдать? Раз они не в бизнесе тем более. Нужно же умы поощрять!
  16. Glavmec 18 июля 2015 11:32
    Эх, знатоки!
    "Пена офигенно тушит!" - это лажа для профессионала!
    И вода офигенно тушит, и нейтральные, инертные газы. Есть только несколько маааааленьких нюансиков:
    - пожар какого класса мы, собственно, тушим,
    - какая должна быть интенсивность подачи огнетушащего вещества,
    - какова дальность компактной части струи этого ОТВ,
    - какова площадь тушения одним генератором этого ОТВ,
    - какова должна быть производительность этого генератора?
    Интересно было бы послушать мнение профессора Абдурагимова на эту тему или Саушева, да и вообще пожарных специалистов. Абдурагимов, кстати, очень успешно занимался тушением кувейтских скважин после войны с Ираком, намного успешнее "партнёров", в основном, с применением автомобилей порошкового тушения. Вещь мощная - самолично принимал участие в тушении пожара в машзале ВЦ Кировской ЖД. Задействован был АП-5, марку порошка не помню. Локализация и ликвидация заняла чуть больше минуты. Площадь пожара, насколько помню, была ок. 200м2, высота помещения -3м. Единственный минус - после пожара пылесосить надо было сразу, чтобы порошок не слежался. Кстати, в Союзе ещё одно мощное средство было - автомобиль газоводяного тушения.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня