Молекулу нового и совершенно безвредного для окружающей среды вещества, способного защищать от коррозии стальные трубы и опорные конструкций мостов, смоделирована в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ.
Автор разработки, доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике Константин Катин рассказал, как удается сегодня создавать то, чего не существует в природе, и как ученому в этом помогает искусственный интеллект.
Если трубу, по которой, к примеру, транспортируется нефть, ничем не защищать изнутри, то лет через пять из-за соприкосновением с кислой средой нашего «черного золота» коррозия проест ее насквозь. Имеющиеся зарубежные средства, которые сейчас наносят на трубы, способны продлить срок их службы до 15-20 лет.
Вещество, смоделированное Константином Катиным, относится к новому классу защитных покрытий, которые отличает от существующих абсолютная экологичность, низкая цена и высокая эффективность.
Сам по себе химический состав нового вещества не содержит никакого секрета, – оно состоит в основном из водорода, углерода и азота. Однако его защитные свойства определяются многими факторами, среди которых – уникальная пространственная структура молекулы, ее адгезия, то есть сцепление со стальной поверхностью. Именно сложное взаимодействие всех этих факторов, по словам Константина Катина, и определяет эффективность защитного средства.
- Мы сейчас идем по пути создания таких методов защиты, чтобы они могли сохранять трубы на порядок дольше, – говорит ученый. – Это будет достигаться путем периодического подмешивания защитного вещества в саму нефть, которая идет по трубопроводу.
Внутри трубы оно будет постепенно оседать на стальной поверхности, восстанавливая покрытие. Требования к такому средству высоки: оно не должно портить качество самой нефти, хорошо оседать на стенках трубы, да в основном в тех местах, где его особо не хватает.
Кроме нефтяных труб, по словам Катина, средство, благодаря его безопасности, можно будет использовать для защиты от ржавчины стальных конструкций мостов. Оно, конечно, будет потихоньку смываться морскими или речными потоками, но если периодически возле конструкций добавлять в эти потоки антикоррозийное вещество, оно легко будет «примагничиваться» к стальным сваям, восстанавливая их защитный слой.
Доцент кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике Константин КатинПо словам ученого, несмотря на практическую значимость противодействия коррозии, подбор подходящих веществ до сих пор часто проводится методом проб и ошибок. Иными словами, все зависит от интуиции, творческого озарения исследователя.
- Сейчас интуитивная составляющая в нашей работе преобладает, – говорит Катин. – Но постепенно мы начинаем переходить к так называемой рациональной схеме, передавая «полномочия» в этом искусственному интеллекту.
- Это не приведет в будущем к утрате химиками способности самим открывать новые материалы?
- Химикам всегда найдется работа. То, что мы уже освоили, научились и уже умеем делать при помощи творческих озарений, мы должны постепенно передавать компьютерам, искусственному разуму, а сами должны идти дальше, переключаться на новые области, задачи, где человек и его интуиция будут незаменимы.
- Вы сейчас видите эти направления?
- Основная задача химиков с давних времени и до сих пор – создать молекулу, вещество с каким-то конкретным набором свойств. Раньше для этого перебирали различные вещества, иногда они получались случайно, как это произошло со стеклом. Теперь мы придумываем концепцию, а искусственный интеллект помогает довести идею до абсолюта. Только ему благодаря огромной базе, заложенной в «мозг», подвластно быстро перебрать все известные вещества, вспомнить, какими свойствами они обладают, скомбинировать эту информацию и предложить нам сразу сотни необходимых вариантов. Он только комбинирует то, что у же есть, но не могут создать чего-то принципиально нового.
Наша цель – создать такую программу, которая сможем осуществить компьютерный перебор множества молекул и найти такие ингибиторы, эффективность которых приблизится к 100% (новое вещество обладает эффективностью 97,6%).
Недавно вещество, смоделированное российскими учеными, было синтезировано их коллегами в Турции, в Республиканском университете Сиваса. Сейчас специалисты заняты его испытанием для защиты различных поверхностей. Не исключено, что срок службы стальных конструкций, покрытых им, превысит существующие.