Росатом и МГТУ им. Баумана развивают цифровое материаловедение
По федеральному проекту «Технологии новых материалов и веществ» до 2030 года «Росатом» планирует создать почти сотню продуктов. Цифровое материаловедение — отдельное направление, которое должно ускорить развитие всех остальных. «Росатом» ведёт его в партнёрстве с центрами компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) в вузах Москвы и Новосибирска. О сотрудничестве Бауманки и «Росатома» рассказывает директор центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н.Э. Баумана Евгений Александров.
— Какие задачи ставит перед вами новый федеральный проект?
— При поддержке Правительства России и «Росатома» мы должны за счёт инструментов цифрового материаловедения ускорить разработку перспективных материалов и внедрение новых в реальный сектор экономики. Использование компьютерного моделирования и машинного обучения при проектировании структуры и технологии изготовления композитных материалов с требуемыми свойствами экономит время, финансы и позволяет работать в условиях дефицита высококвалифицированных кадров. Идя по этому пути, мы выигрываем конкуренцию с другими странами за рынки перспективных материалов.
— Расскажите о работах, которые вы ведёте сейчас.
— Прежде всего это платформа цифрового материаловедения, неразрывно связанная с исследовательской и производственной инфраструктурой. В нашем консорциуме более десятка организаций, все их программные продукты и данные о материалах и технологиях получения содержатся в банке приложений и базах данных. Мы разрабатываем новые составы и проектируем изделия из них. Для этого в платформе реализован бесшовный переход между выбором материала в базе данных, его дизайном, прогнозированием свойств, построением модели и расчётом отклика изделия из этого материала на механические и тепловые нагрузки.
Наша платформа объединяется с платформами «Росатома», такими как «Сарус» (система управления полным жизненным циклом изделий на промышленных предприятиях) и система управления данными о свойствах технологий, материалов и конструкций «ТМиК». Ведутся переговоры о долговременном сотрудничестве и объединении инфраструктуры с «Сибур ПолиЛаб» для развития обратного инжиниринга и поиска новых применений производимых и перспективных полимеров и композиционных материалов на их основе.
Один из модулей платформы, веб-сервис PolymerAI с машинным обучением, доступен для пользования без регистрации. Он позволяет предсказывать свойства полимера по его составу. Остальные модули будут вводиться по мере готовности к массовому применению. Платформа должна предоставлять другим разработчикам научного и технического ПО возможность добавлять свои приложения и базы данных.
— Какими материалами вы занимаетесь?
— Например, мы разрабатываем новые марки суперконструкционных термопластов — полиэфирсульфонов, полиэфиримидов и др. Их используют как основу композиционных материалов в сильно нагруженных изделиях, от которых требуется прочность, малый вес и стойкость к воздействию тепла и коррозии. Наши суперпластики замещают теперь уже недоступные зарубежные аналоги. Объем рынка оценивается в 1 трлн рублей. Суперпластики теснят реактопласты из-за пластичности и возможности переработки — переплавки. Недавно Министерство промышленности и торговли РФ обозначило наличие слабых мест в цепочках производства суперпластиков.
— Какие ресурсы есть у вашего центра?
— В центре и консорциуме работают учёные, инженеры и технологи — лидеры в областях на стыке материаловедения и моделирования, машинного обучения, информационных технологий, химии органических, неорганических и высокомолекулярных соединений, физико-химических методов анализа, производственных технологий, проектной деятельности. Все эти направления полностью обеспечены оборудованием и информационной поддержкой.
Центр расположен в новом кампусе Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана: более 5,5 тысяч квадратных метров, новое оборудование, современная архитектура, коммуникации и система обеспечения функционирования.
Фото: Центр НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н.Э. Баумана / Светлана Федяева / Сергей Кушлевич