«Куда эту красоту? Сжигать?» Молодой ученый — о переработке отходов и научных экспериментах

Мы продолжаем рассказывать о молодых ученых, которые двигают науку вперед и считают свое дело настоящим призванием. Новое интервью — с младшим научным сотрудником Томского центра СО РАН, 27-летним Алексеем Матвеевым. Он мог стать летчиком, но пошел по другому пути и сейчас занимается переработкой отходов энергоэффективным способом, которая сможет помочь и большим производствам, и обычному человеку. Почитайте, как Алексей относится к осознанному потреблению, что его поражает в науке и получается ли у него расслабиться после работы.

— Алексей, что вас привлекло в науку? Не было ли других вариантов будущей профессии?

— В детстве мы и свинец плавили, и всякие реагенты смешивали, моторчики брали у деда, модельки собирали. Хотя мне еще нравилась профессия летчика. Но вот физика, химия, особенно экспериментальная часть… Я понимал, что есть теория, но привлекло меня именно то, что можно получить что-то реальное.

— А в университете наука оправдала ожидания?

— В ТГУ на первых двух курсах ФЕНа (факультета естественных наук) я расстраивался как раз потому, что было много теории и расчетов, а мне неблизко смотреть на предмет с точки зрения теоретика. На третьем курсе начал заниматься СВС — самораспространяющимся высокотемпературным синтезом — и влюбился в эту область.

— Что это значит?

— Наши советские ученые изобрели метод: смешиваешь компоненты и за счет высокотемпературных экзотермических реакций, то есть с большим выделением тепла, происходит синтез, который может сам себя поддерживать. Тепло прогревает следующие компоненты, реакция идет дальше. Таким образом без привлечения внешних источников энергии можно получить материал. По-другому это называют синтез горения: как будто спичку зажгли, она согрела, и на выходе у вас получилось что-то новое и интересное.

— Звучит любопытно.

— Потом я углубился в композиционные материалы, начал получать их на основе алюминия, титана и бора. Когда смешиваешь эти компоненты, после синтеза получается материал с матрицей из алюминия, а внутри нее расположены частички керамики.

Затем начал делать композиционные материалы точно такой же структуры, но которая была бы применима к высокотемпературным материалам для аддитивных технологий, чтобы можно было выращивать условно части двигателя самолета.

— Интересно! Но помимо этого вы занимаетесь другой областью.

— Да, с 2019 года основное мое направление — переработка отходов. Как-то я наткнулся на статью, где рассказывалось, как титан синтезировали в ацетилене (процесс соединения двух элементов) и получили карбид титана для разных производств. Тогда у меня родилась идея: а почему титан не смешивать с пластиком и изотермическими реакциями получить тот же карбид титана. Тогда получается экотехнология. В качестве сырья идет пластик, а помимо этого энергия не потребляется в процессе синтеза, а наоборот, выделяется.

— И какое развитие получил ваш замысел?

— Тема меня сильно зацепила, и я начал коммерциализировать идею. Мне это нравится: научному открытию можно найти реальное применение. Я основал компанию на базе Томского научного центра СО РАН. Ее задача — перерабатывать отходы с целью получения керамики. И тут мы столкнулись с проблемой: оказывается, карбид титана — это специфичный продукт, к тому же дорогой, 3500–7000 рублей за килограмм, и потому широкое применение для него найти очень сложно.

Тогда я задался вопросом: а если сделать такой же по важности продукт, но полностью из отходов, чтобы в нем не было такого дорогого материала, как титан. Так мы пришли к новой технологии, которую сейчас я буду патентовать. Я брал из отходов стекло, пластик, алюминиевые банки, заливал оксидом алюминия, получал керамический композит. Провели эксперименты и получили действительно тот композит, который по твердости превосходит оксид алюминия. А в промышленности именно оксид алюминия или карбид кремния широко применяются в качестве абразива. Получается, мы только что разработали его дешевый аналог, который отвечает всем современным требованиям и технологиям производства.

— Настоящий экопродукт!

— Верно. Мы уже потихонечку выходим на производство, есть вероятность, что в сентябре начнем производить порошок «ПРАС-ЭКО», уже логотип разработали, зарегистрировали товарный знак компании. Потихоньку готовим цех и в середине июля запустим пробные испытания по синтезу порошка в больших объемах. Кроме этого, планируем производить абразивные пасты для шлифовки и полировки. Они будут сочетать прочность и твердость оксида алюминия и карбида кремния.

— Можно ли использовать ваши разработки для более бытовых вещей?

— Пришла мысль смешивать порошок и фарфор, чтобы производить посуду. Материал полностью безопасен для использования в быту. Я сделал несколько образцов, мы их спечем в печи, посмотрим на результат. Если получим хороший цельный образец, то следующим этапом будет попытка отлить какое-то изделие, украшения.

Кроме этого, наш экопорошок можно использовать в декоре, он либо черного, либо зеленого цвета с радужными переливами. Мы сейчас ведем переговоры с компанией, которая занимается производством бетонных изделий, раковин, столешниц, чтобы они добавляли наши крупные частицы в качестве арт-компонента. Пока это на стадии разработки.

В итоге мы вышли на то, что у нас есть несколько экопродуктов — настоящих, реальных, произведенных по настоящим зеленым технологиям.

— Эковопросы сейчас очень актуальны.

— Да, в любом гранте присутствует эконаправление, бренды используют эту повестку. Тема рециклинга крутая, у нас она потихоньку развивается. Но это не уменьшает количество пластика, а просто замедляет его накопление. Более того, с каждой переработкой канцерогенных компонентов становится всё больше. И куда эту красоту? Сжигать? Тогда будет выделяться углекислый и, самое страшное, угарный газ. Всё в воздух.

— Как справиться с этим?

— Думаю, нужно использовать все имеющиеся способы, а не изобретать какой-то один как панацею. Нужен комплексный подход. Уже говорят об островах пластика, это серьезная проблема, и мы вынуждены будем найти решение. Каждый делает что может, мы вот с женой увидели пластиковые бутылки, например, на берегу или еще где-то, собрали их.

— А вы сортируете мусор?

— Я не углублялся в эту область, потому что моей задачей было придумать технологию, и мне неважно, какой состав у бутылки, потому что я разрываю молекулу на составляющие. Для переработки, конечно, важно сортировать по цвету, удалять этикетки и крышки. Есть пластиковые материалы, которые совершенно не подходят для переработки, они отправляются на свалку. В моем случае мы используем всё, кроме поливинилхлорида, потому что там присутствует хлор, а для производства это может быть опасно.

— Вы очень вдохновляюще рассказываете о своем деле. А бывают ли кризисные ситуации в проекте?

— Да каждый день, но я уже втянулся, живу этим и не представляю, как всё брошу. Хотя моя фирма открыта с ноября, а доходы еще не приносит. Бывает, предприятия говорят: забудьте про экологию, про отходы, мы производим карбид титана при помощи углеродотермического восстановления. При этом в атмосферу выделяется тоннами угарный газ. Иногда кажется, что мое экопроизводство никому не нужно, но меня всегда поддерживает жена. Она верит в мое дело больше, чем я сам. И огромное спасибо Томскому научному центру, его директору Алексею Борисовичу Маркову и замдиректора по научной работе Анатолию Сергеевичу Мазному. Они меня очень поддержали и даже выделили место, где я могу размещать оборудование. Это очень мотивирует.

— Спасает ли отдых в свободное время?

— Кажется, что его нет, я постоянно загружен своей деятельностью: или я в лаборатории, или за компьютером. Мы в кафе с женой сидели, а я думал про то, будет ли спекаться порошок, смешанный с фарфором, и искал в телефоне информацию. Люблю компьютерные игры. Очень нравится с женой время проводить, гулять, куда-то поехать. Недавно отдохнули в Таиланде, катались на слонах и море посмотрели, но даже там я немного работал.

— А как знакомые относятся к вашей работе?

— Реакция разная. Многие представляют ученого в белом халате с пробирками и говорят: «Да что ты там устал со своими колбочками». Никто же не знает, что у меня ключ от реактора весит 10 кг. Плюс невероятные трудности, когда весь день занят интеллектуальной работой. Да даже смешать порошки — это нервная, затратная работа. Написание статьи — отдельный разговор. Нужно грамотно построить текст, создать красивые наглядные графики, поэтому фотошоп изучаешь и другие программы.

— И последний вопрос: в чём ваша суперспособность?

— Думаю, в умении фантазировать, для меня нет границ. Кто-то сказал, что я не ученый, а алхимик. Ученый опирается на знание, а алхимик на догадку. Он верил, что из меди может сделать золото, и эта дерзость позволяла ему находить какие-то нетривиальные решения.