Гончарное дело XXI века
Корреспонденты журнала «Нау. Путеводитель по науке в Москве» попали в керамическую мастерскую технопарка «Менделеев центр»
и узнали, почему керамика — это один
из самых современных материалов, где она используется, а также как она помогает
при расследовании преступлений.

На вопросы отвечала заместитель декана факультета технологии неорганических веществ
и высокотемпературных материалов Российского
химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, государственный судебный эксперт Министерства юстиции РФ
Марина Олеговна Сенина
В каких областях применяются
керамические
материалы?

Керамические материалы применяются практически во всех областях. Сейчас даже и не найти такой отрасли, где бы они не использовались: и в быту, и в промышленности, и в технике. Например, санитарно-бытовая и строительная керамика занимает только 30 % рынка, все остальное — техническая керамика.
Как классифицируется керамика?
В быту широко присутствует именно техническая керамика. Из этого материала делают ножи, микро- и наноэлектронику, абразивные материалы. Но в общем керамика делится на четыре больших класса:
САНИТАРНО-БЫТОВАЯ
посуда, художественные изделия
1
СТРОИТЕЛЬНАЯ
кирпич, черепица, плитка, кафель
2
ТЕХНИЧЕСКАЯ
строительные материалы, которые применяются
в авиастроении, ракетостроении, медицине
и оборонном комплексе
3
ОГНЕУПОРЫ
применяются в промышленности в качестве
теплозащиты печей при производстве
4
Какие преимущества
есть у керамики перед другими материалами?

Керамические изделия более долговечны, выносливы и живучи, чем металлические, например. Они способны переносить большие нагрузки и высокие температуры.

На данный момент самое актуальное и перспективное применение керамики находит оборонная промышленность. Из данного материала делают бронеэлементы для непрозрачной нательной брони, а также прозрачной керамической брони. Такая защита более тонкая, легкая и маневренная по сравнению с прозрачной защитой из стекла. Это и забрала шлемов, и защитные окна у военной техники,
и различные пуленепробиваемые окна.

Керамика не деформируется, не разрушается, поэтому она также применяется в ракето- и авиастроении. Это могут быть и теплоизоляционные материалы (обшивки, которые позволяют ракетам не перегреваться и свободно переходить из одного слоя атмосферы в другой), и различные части самолетов.


Основной вуз химико-технологического
профиля в МосквеРоссийский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, в рамках которого существует наша лаборатория.
Как проходит работа
в мастерской?

Как правило, сначала мы синтезируем порошки.
Далее придаем определенную форму того изделия, которое хотим получить, отправляем в печь на обжиг и получаем образец. В зависимости от того, какая керамика нам нужна, используем печь, которая обжигает при 1000 или 1900 °C. Один из переделов получения керамики — это высокотемпературный обжиг. Для этого в нашем технопарке есть огневая лаборатория.

В РХТУ мы занимаемся бронематериалами, биосовместимой керамикой, которая применяется для протезирования лазерной керамикой и композитами.

Как будет развиваться
это направление?

Получение материалов из керамики — достаточно дорогостоящее занятие. Это энергоемкая работа, для которой требуются большие температуры, керамика проходит несколько стадий обработки. Поэтому перспективное направление в данной отрасли — удешевление технологий
без потерь свойств керамики, подбор составов
и технологических режимов.

Актуальна комбинация свойств керамики: ученые стремятся создать более прочный, прозрачный или пористый материал.

Керамика также довольно перспективный материал
для создания композитов, где есть матрица, сделанная
из одного материала, и основная фаза — из другого.
Минералогия и судебная экспертиза
Химия обширно применяется в криминалистике. Однако не всегда понятно, как это работает и куда пойти учиться на судебного эксперта. Для этого специалисты технопарка «Менделеев центр» специально разработали курс «Минералогия и судебная экспертиза», участниками которого могут стать ученики 8–11 классов. На курсе рассказывают о том, какие есть специальности и где готовят экспертов минералогии.

Химическая технология делится на очень много экспертных специальностей. Например, геммологи работают с минералами и ювелирными изделиями из них, есть эксперты, которые работают с неизвестными веществами. Есть люди, которые работают с водой, почвой, со стеклом или керамикой. Это узкие специальности, где требуется широкий спектр знаний в конкретной области. И все это непосредственно связано с химией.

В каких случаях химия применяется при расследовании преступлений? Например, человека ударили бутылкой по голове. На экспертизу приносят несколько осколков, которые были на теле человека, и все осколки с места преступления. Необходимо их исследовать и определить, какой именно бутылкой ударили. Проводится трасологическая экспертиза: осколки собираются в единое целое, исследуется их химический анализ, чтобы понять: это была одна бутылка или нет. Существует база данных с химическими составами стекольных заводов, и можно посмотреть, в какой партии была бутылка. Имея все данные, в заключении эксперт пишет, какой конкретно бутылкой ударили потерпевшего.

Ограбили ювелирный магазин. В данном расследовании нам необходимо
выявить, какой был камень: драгоценный или нет, узнать его химический состав, минерал, характер обработки, огранку. Это влияет на стоимость изделия,
и в зависимости от заключения эксперта определяется наказание в суде.