В Москве Михаил Мишустин вручил премию Правительства России в области науки и техники авторскому коллективу СПбГУПТД в лице ректора вуза, профессора Алексея Демидова.
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна с участием коллег из Костромского государственного университета, Российского государственного университета им. А. Н. Косыгина, а также представителей отраслевой промышленности ООО «Фабрика Нестандартной Обуви «Меркурий», ООО «Термопол» разработали новые цифровые методы оценки и прогнозирования свойств материалов и изделий легкой промышленности, направленных на повышение их качества, расширение области применения существующих и разработку новых конкурентоспособных материалов.
«Полимерные материалы в силу своей структуры обладают рядом уникальных эксплуатационных свойств, в частности, релаксацией и ползучестью. Указанные свойства могут быть математически смоделированы и качественно оценены. Однако, для проектирования полимерных материалов, обладающими заданными наперед свойствами, этого мало. Для решения поставленной задачи понадобилось инновационное решение: цифровая привязка численных параметров математических моделей эксплуатационных свойств полимерных материалов к их качественным функциональным характеристикам посредством установления изоморфизма между ними. Благодаря этому открывается возможность исследования не самих образцов полимерных материалов (которые надо еще изготовить), а их цифровых двойников, что приводит к значительной экономии материальных и временных ресурсов, обеспечивая высокое качество исследований. Кроме этого отпадает необходимость проведения экспериментальных исследований полимерных текстильных материалов в трудно реализуемых условиях, например, в космосе. Следует заметить, что аналогичные исследования нигде в мире еще не проводились», - рассказывает участник научного коллектива, доктор технических наук, проректор по научной работе СПбГУПТД Авинир Макаров.
Мало кто задумывается, сколько стадий необходимо для того, чтобы получить самое простое текстильное изделие. На примере вискозных материалов можно себе представить этот процесс: исходным сырьем являются древесные опилки, из которых выделяют древесную целлюлозу в виде ватки, растворяют ее и формуют волокно, из которого вырабатывают ткань, трикотаж или нетканый материал, проводят химическую обработку для придания особых свойств и затем одним из способов получают готовое изделие. И качество этого изделия, его конечные свойства можно регулировать на всех стадиях, через которые проходит сырье. Целью многолетнего труда коллектива ученых и промышленников было выявление взаимосвязи и алгоритм математического моделирования зависимости свойств материалов от характеристик сырья и технологических параметров, дающий возможность прогнозировать потребительские свойства продукции. При оценке результатов исследования следует учитывать влияние физических, механических, химических и эксплуатационных свойств конечной продукции на ее потребительские и функциональные характеристики.
Сложность решения задачи состояла в необходимости учета условий эксплуатации текстильных материалов и изделий, включая климатические, а также особые требования к изделиям: повышенная прочность, эластичность, огнеупорность, бактерицидность. Разработка ученых затрагивает всю технологическую цепочку производства текстильных материалов, начиная от обработки сырья, получения волокна и волокнистого материала на его основе, и заканчивая изготовлением тканей, нетканого материала, трикотажа, искусственной кожи.
Разработанные в работе методы уже внедрены на ряде отечественных отраслевых предприятий. Применяемые при этом математические модели позволяют описывать эксплуатационные свойства полимеров различной природы (синтетические и натуральные волокна, включая арамидные, эластомеры для медицины и имплантологии, гидратцеллюлозные), а также изделий из них различного назначения, в том числе текстиля для военных, пожарных, работников Крайнего Севера, спортсменов, медиков.
Особое внимание при прогнозировании эксплуатационных процессов текстильных материалов было уделено описанию свойств волокнообразующих полимеров для производства хирургических нитей, материалов для парашютов, волокнистых нанокомпозитов со специальными свойствами, огнезащитной спецодежде, высокопрочным и пуленепробиваемым защитным изделиям, термостойким и теплоизоляционным укрывочным материалам. Сегодня эти изделия используются, в том числе, в рамках СВО для обеспечения безопасности людей и техники.