Как победить трение
Сергей Главатских вырос в семье вулканологов в сейсмически активном районе Дальнего Востока, и это, по-видимому, определило его судьбу: он просто должен был стать учёным. Сейчас он занимается физико-химическими исследованиями, создавая смазочные материалы нового поколения.
Путь в науку Сергея Главатских, у которого оба родителя вулканологи, был в каком-то смысле предопределён. «Я был настроен на науку по умолчанию», – вспоминает Главатских, сидя в своём ничем не примечательном кабинете в Королевском технологическом институте (KTH) в Стокгольме, Швеция. Сергей Главатских провёл детство на полуострове Камчатка – на земле вулканов на Дальнем Востоке России, – и он часто «помогал» своей матери во время длительных научных командировок на геотермальные месторождения и Командорские острова.
Главатских рассказывает, что в детстве у него всегда было много вопросов, но в школе учителя были слишком уставшими и равнодушными. Заочные курсы обучения восполнили некоторые пробелы в обучении, особенно в области физики и математики, также помог журнал National Geographic – «один из немногих журналов, который почти не подвергался цензуре», – рассказывает он. Из него он узнал о народах и странах, существующих за пределами его прекрасной, но отрезанной от остального мира родины.
Иногда нужно пытаться достичь недостижимого, и если нам это удастся, то люди получат от этого огромную пользу.
Сергей Главатских
Избежав службы в армии (а также потенциального участия в военных действиях в Афганистане) благодаря поступлению в Московский университет, Главатских получил диплом по специальности машиностроение и свою первую учёную степень кандидата наук в области криогенной физики. Он разработал и запатентовал датчики резонансных колебаний, которые впоследствии использовались в системах заправки пассажирского самолёта ТУ-154, который летал на сжиженном природном газе.
Сергей Главатских
Год рождения: 1966
Место жительства: Стокгольм, Швеция
Место работы: Королевский технологический институт (KTH) в Стокгольме, Швеция, и Гентский университет (г. Гент, Бельгия)
Образование: Диплом с отличием по специальности машиностроение, 1989 г. (МГТУ им. Н. Э. Баумана); степень кандидата наук в области криогенной физики, 1994 г. (МГТУ им. Н. Э. Баумана); доктор наук в области деталей машин, 2000 г. (Технологический университет Лулео – LUT); доцент в области деталей машин, 2003 г. (LUT).
Что читает: Vikingarnas Värld (Мир викингов), Ким Хьярдар.
После окончания холодной войны Главатских уехал из России, чтобы увидеть мир и сделать научную карьеру за рубежом. «Легче всего было уехать в Скандинавию, к тому же Швеция всегда вызывала у меня интерес», – рассказывает Сергей. В Швеции Главатских занялся получением второй учёной степени доктора наук в области деталей машин и начал работать с компанией Statoil в сфере разработки синтетических масел, адаптированных к условиям окружающей среды. Результат – новые марки масел TURBWAY SE и TURBWAY SE LV для узлов вращения.
Главатских всегда интересовали научные исследования в области трения. Он объясняет это тем, что это одна из фундаментальных областей машиностроения. Трение всегда представляло серьёзную проблему для людей с самых древних времён. И сегодня эта область исследований важна, как никогда ранее в связи с количеством энергии, производимой и потребляемой по всему миру, а также с убытками и сопутствующими экологическими последствиями.
Главатских говорит, что большинство современных проблем в отношении эффективности работы оборудования связаны с использованием неподходящих смазочных материалов и с «достаточно медленным» развитием смазочных материалов на протяжении многих лет. По его словам, в настоящее время сначала выполняется разработка оборудования, а затем решается, какие из существующих смазочных материалов использовать на основании их вязкости. «Во многих случаях, – объясняет он, – смазочные материалы рассматриваются как некие химические добавки к техническому решению». Разработку смазочных материалов осуществляют химики, и поэтому инженеры-механики считают этот процесс чуть ли не чёрной магией.
«Для достижения необходимых улучшений в работе нам следует включать более совершенные технологии смазывания в процесс проектирования оборудования, а также учитывать новые свойства смазочных материалов, которых не было прежде, – говорит он. – Этого можно достичь с помощью механико-химического подхода, то есть необходимо сочетать знания в области химии на молекулярном уровне и знания в области физики и механики, чтобы добиться новых свойств смазочных материалов и развития новых технологий.
Даже в XIX веке великие учёные не считали себя специалистами в области деталей машин или в термодинамике, – рассказывает Главатских. – Они работали сразу в нескольких областях. К сожалению, с течением времени всё стало каким-то обособленным и очень узконаправленным. В результате нам теперь нужно менять привычные методы работы».
Методы работы исследователей и учёных несомненно связаны с тем, как организован процесс их обучения. Будучи учёным, Главатских убеждён, что образовательный аспект в его работе в KTH так же важен, как и исследовательская работа. «Мы должны продолжать исследовать и обсуждать процесс обучения и подготовки будущих инженеров», – говорит он и добавляет, что он закладывает основы создания нелинейного, совместного, инновационного способа мышления и работы.
В KTH Главатских руководит работой команды специалистов в самых разных областях: нанотехнологии, химия и механика текучих сред. «Отправной точкой в нашей работе является то, что мы воспринимаем смазочный материал как одну из деталей механизма», – говорит он. Определение смазочного материала как одного из компонентов механизма является ключевым элементом концепции проектирования Главатских.
В числе научно-исследовательских проектов Главатских, осуществляемых при поддержке фонда Knut and Alice Wallenberg Foundation, исследование ионных жидкостей (соли, плавящиеся при комнатной температуре). Главатских и его группа занимаются изучением свойств этих ионных соединений и возможностей их использования в смазочных материалах. Результаты их работы показывают, что ионные жидкости могут стать ключевым элементом создания новой технологии смазывания. Комплексный подход к разработке смазочных материалов, применяемый командой, позволяет отслеживать чувствительность ионных жидкостей к температуре, давлению и сдвигу, для того чтобы обеспечить необходимые параметры полученных материалов. Важными аспектами в процессе разработки являются устойчивые пути синтеза и минимальное воздействие на окружающую среду.
Существует возможность контроля в реальных условиях показателей трения ионных жидкостей, созданных по специальным требованиям, чего невозможно достичь с традиционными молекулярными смазочными материалами. По мнению Главатских, необходимо вывести на рынок инновационный, «активный» подход к решению проблемы трения и снижению износа деталей в контакте со смазкой путём манипуляций в режиме реального времени с реологией и подповерхностной структурой смазочных материалов, основанных на специальных ионных жидкостях.
«Я учёный, и я должен быть немного сумасшедшим, – говорит Главатских. – Иногда нужно пытаться достичь недостижимого, и если нам это удастся, то люди получат от этого огромную пользу».
