В Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) запущены в работу первые в России лабораторные гидротермальные установки с автоклавами высокого давления и системой быстрого изобарического охлаждения образцов, разработанные и собранные силами российских учёных и инженеров. Эти установки по ряду параметров не уступают зарубежным аналогам, а в некоторых аспектах даже превосходят их.

Научно-инженерный комплекс был разработан в лаборатории рудоносности щелочного магматизма (№ 215) под руководством кандидата геолого-минералогических наук Дмитрия Александровича Чеботарёва и при инициативной поддержке заведующей лабораторией доктора геолого-минералогических наук Анны Геннадьевны Дорошкевич.

Три установки типа Cold Sealed Pressure Vessel (CSPV) с системой быстрого изобарического охлаждения позволяют моделировать геологические и физико-химические процессы при давлениях до 300 МПа и температурах до 1100 °С — условия, характерные для глубинных недр Земли. Технология быстрого охлаждения (так называемая «закалка») позволяет зафиксировать промежуточные состояния вещества, недоступные при традиционном охлаждении.

Две установки представляют собой усовершенствованные версии классических CSPV, широко используемых в зарубежных лабораториях. Их предельные достижимые параметры — это давление в 200 МПа и температура 900 °С. Третью установку разработчики значительно модернизировали. Её учёные оснастили электронной системой управления, позволяющей полностью автоматизировать эксперимент: от программирования параметров до закалки и регистрации данных. Также модернизированная версия CSPV позволяет достичь более высоких температур (1100 °С) и давления (300 МПа) в ходе эксперимента. Таких установок в России не было ранее, а усовершенствованная отечественная разработка по ряду своих возможностей превосходит аналоги, существующие в зарубежных научных центрах мирового уровня.

Проект стал результатом многолетней работы: с 2017 года команда института разрабатывала концепцию, изучала зарубежный опыт, искала производственные решения. Ключевыми партнёрами в реализации проекта стали производственные предприятия «Вильде Механикс» (Новосибирск), «ЛТД» (Москва) и инженерно-конструкторская компания «Неомаш» (Тюмень). При создании оборудования использовались титан и сплавы, аналогичные авиационным (Waspaloy, Rene-41), а корпус автоклава изготавливался методом электроэрозии. Эта уникальная технология применяется, в частности, в оборонной промышленности.

Как рассказал руководитель проекта Дмитрий Чеботарёв путь к созданию установок был непростым: «Материал автоклава — чрезвычайно прочный, но вязкий. Обработка требует специализированных инструментов, станков и предельной точности. Поэтому автоклавы для научных центров в Германии, например, в свое время произвели на оружейных заводах Круппа в рамках крупного заказа. Мне же пришлось обратиться в несколько организаций, включая Институт ядерной физики СО РАН и авиационный завод имени Чкалова в Новосибирске, однако подходящее решение нашли недалеко от института, в компании „Вильде Механикс“ на территории Академпарка».

Финансирование проекта было обеспечено за счёт грантов Российского научного фонда (№19-17-00013 и №23-77-01075), а также федеральной программы по обновлению приборной базы научных организаций.

Новые установки открывают возможности для передовых исследований в области петрологии, минералогии, геохимии, материаловедения и синтеза новых веществ. Уже сейчас интерес к сотрудничеству выразили учёные из Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН — первые обсуждения возможных совместных исследований прошли в ноябре 2024 года на Конгрессе молодых учёных в НТУ «Сириус».

«Такие установки нужны не только геологам. С их помощью можно синтезировать термостойкие покрытия, нанокомпозиты, функциональные материалы с заданной структурой. Это важный шаг в развитии экспериментальной науки в России», — подчёркивает Дмитрий Александрович.

Команда лаборатории выражает особую благодарность коллегам, поддержавшим проект: А.Е. Стариковой, С.З. Смирнову, А.А. Томиленко, С.В. Хромых, А.А. Кузнецову, Е.Г. Пестриковой, И.А. Ереминой, Н.Н. Круку, И.В. Векслеру и другим участникам проекта.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.