При поддержке федеральной программы «Приоритет 2030» в рамках реализации стратегического проекта ТГУ «Технологии безопасности» в структуре университета планируется создание нового материаловедческого центра. Его основная деятельность будет направлена на разработку передовых технологий получения материалов для медицины и оборонной промышленности. Совмещение двух этих направлений на базе единого центра позволит аккумулировать их научный потенциал – через объединение методик и наработок, накопленных за время материаловедческих исследований в Томском государственном университете.
– У нас в университете долгое время существовали две сильные материаловедческие команды со схожими методами, целями и инструментальной базой для работы. Их глобально различали только сферы применения разработок. Группа под руководством Ильи Жукова была направлена на оборонную промышленность, а группа Екатерины Марченко – на медицину. Нам показалась логичным объединить их в новом материаловедческом центре, где за счет обмена опытом и совместной работы им бы удалось вывести проекты друг друга на новый уровень, – пояснил проректор ТГУ по научной и инновационной деятельности Александр Ворожцов.
В новом центре предполагается создавать разнообразные материалы, в частности, легкие металломатричные композиты на основе алюминия и магния для авиакосмической промышленности; тяжелые многокомпонентные сплавы на основе вольфрама для изделий специального назначения; интерметаллические титановые и сверхэластичные сплавы на основе никелида титана для медицины. Будут разработаны новые керамические материалы и композиты с аномальными свойствами – сверхнизким коэффициентом трения и высокой твердостью, основная область использования которых – специальная техника, судостроение и космос.
Также в ТГУ разработают новые тонкие, но прочные коррозионностойкие, износостойкие и биосовместимые покрытия толщиной не более 100 нанометров. Они способны деформироваться (изменять форму) под заданные параметры в организме человека без разрушения и обладают антибактериальным эффектом. Основная сфера применения таких материалов – медицина. Подобные разработки позволят сократить сроки приживаемости имплантатов и повысят их биосовместимость. Это необходимо для защиты имплантатов от коррозии в биологических агрессивных средах организма и обеспечения их пожизненного функционирования.
– Новые имплантационные материалы будут способны выдерживать знакопеременные физиологические нагрузки со стороны биологических тканей, в частности, при дыхании. Например, имплантаты для замещения фрагментов или целых рёбер по конфигурации будут полностью соответствовать восполняемым дефектам и выполнять функции утраченных органов, – объяснила заведующая лабораторией медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ Екатерина Марченко.
Еще одно направление работы нового материаловедческого центра – разработка технологий получения материалов высокой чистоты, которые повысят выносливость имплантатов примерно в 3 раза. С использованием моделирования ученые ТГУ планируют создать технологии производства гиперупругих 3D-эндопротезов из титановых сплавов, которые сократят процесс изготовления индивидуального имплантата до 2 часов. Такие эндопротезы используются для замещения движущихся тонких костных и хрящевых тканей лицевого черепа, в частности, носовых перегородок, подглазничных зон, которые могут быть поражены онкологическими опухолями или деформированы после травм.
Планируется, что материаловедческий центр ТГУ начнет работу в 2023 году, основные результаты проектных групп команд под руководством проректора ТГУ по науке и инновациям Александра Ворожцова ученые планируют получить в 2024 году.