лей в электроэнергетике. В настоящее время компания создает специализированный кабель на основе Bi-2223 с низким уровнем потерь на переменном токе.

В Японии наиболее активна Tokyo Electric Power Company (ТЕРСО) с эффективной собственной конструкцией ВТСП-кабеля, оптимизированной для энергетических применений. ТЕРСО финансирует также сверхпроводящие программы других японских фирм - Sumitomo и Furukawa. Японские компании Fujikura и Chubu Electric Power Company* разработали ВТСП-кабели с низким уровнем потерь на переменном токе.

Швейцарские фирмы Brugg и EFPL разработали ВТСП-кабель, охлаждаемый жидким неоном, а компания Electric Power Development Со (EPDC) основные усилия сконцентрировала на создании кабелей для линий электропередач (ЛЭП) постоянного тока. В этих работах принимают участие и пять ведущих компаний кабельной промышленности Японии - Sumitomo , Furukawa , Fujikura , Hitachi и S]iowa . В Японии имеется ряд ЛЭП постоянного тока, соединяющих острова между собой, поэтому считается, что там существует благоприятная перспектива для этого проекта.

Накопители электроэнергии (SMES). В 1998 г. накопитель мощностью 1 МДж (изготовитель - American Superconductor Соф.) установлен на заводе по производству цианидов в штате Невада. Эта система успешно работает уже более четырех лет, предотвратив за это время более 200 серьезных аварийных ситуаций. Тогда же накопительная система IPQ-750 (изготовитель - Intermagnetic General Соф.) мощностью 6 МДж установлена на базе ВВС США в Tyndall (Florida) для автономного питания компактного бомбоубежища. Система рассчитана на бесперебойную работу в течение 24 ч.

WCW-магниты. ВТСП электромагнит на основе Bi-системы (изготовитель ~ American Superconductor, Westborough. Massachusetts) установлен в марте 1997 г. на масс-спектрометре, принадлежащем Institute of Geological and Nuclear Science (Lower Hutt, Новая Зеландия). Рабочая температура магнита - 100 К.

Токовводы. ВТСП-токоввод на 13,5 А из многожильной ленты Bi-2223 в металлической матрице (изготовитель - American Superconductor) установлен и прошел испытания на одном из магнитов LHC в ЦЕРН.

Двигатели. В России успешно прошло испытание первой секции 100 кВт двигателя, созданного конпорциумом в составе МАИ, ГНЦ ВНИИНМ, ГНЦ ВЭИ, ИФТТ РАН, НИИЭМ, OSVALD (Миль-

Рис.

, 8.20. Экспериментальный ВТСП-двигатель (30 кВт) (/), нагрузочное устройство (2,

тенберг, ФРГ), IPHT (Йена, ФРГ), IFW (Дрезден, ФРГ), IEMA (Штутгарт, ФРГ) (рис. 8.20).

Токоограничители. Трехфазный индуктивный ВТСП (Bi-2212) токоог-раничитель номинальной мощностью 1,2 MB-А (изготовитель - швейцарская корпорация АВВ ) установлен для испытаний на швейцарской гидроэлектростанции Kraftwerk am Lontsch. ВТСП-экран изготовлен из стопки колец Bi-2212 керамики (диаметр, высота и толщина стенки кольца - 38, 8, 1,8 см соответственно); в стопке по 16 таких колец; для трехфазного токоограничителя использованы три стопки.

В 2001 г. подписано соглашение между РАО ЕЭС и Министерством по атомной энергетике России о создании ВТСП-ограничителя токов. Соглашение предусматривает изготовление такого экспериментального усфойства, которое можно было бы испытать в сетях Мосэнерго. Для создания ограничителя необходимо было наработать в течение одного года десятки километров ВТСП-композиционного проводника - висмутовой керамики 2223 в серебряной матрице. Работа финансируется РАО ЕЭС через Фонд технологического развития Минпромнауки. Срок выполнения работы - 2 года после начала финансирования. ВНИИНМ обязался разработать и произвести ВТСП-проводник в количестве, необходимом для изготовления опытно-промышленного образца-офаничи-теля. Головные исполнители по разработке конструкции и изготовлению

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

9.1. Водорастворимые полимеры

и перспективы их использования

9.2. Фотоактивные гетероциклические олигомеры

9.3. Наполненные эластомерные композиционные материалы со специальными свойствами

ограничителя - РНЦ Курчатовский институт , а по его испытанию и определению областей применения - ВНИИЭ.

Сверхпроводящие фильтры в мобильной сети. Ученые из Национального института физики при Неапольском университете разработали ВТСП-фильтр для систем мобильной связи. В этом фильтре традиционные проводники - медь и золото - заменены на ВТСП-материал YBaCuO, осажденный на подложку из алюмината лантана. ВТСП-фильтр установлен взамен традиционного в приемную антенну базовой станции сотовой связи. При этом значительно возрастает емкость базовой станции и улучшается качество принимаемого сигнала. Стоимость такого фильтра в 10 раз выше традиционного, что в основном определяется стоимостью охлаждающей системы. Однако стоимость самой базовой станции намного превосходит эту величину, и потому дорогой фильтр не является ограничивающим фактором. Его цена окупается значительным улучшением качества связи. Конечно, он особенно выигрышен для станций с большой территорией охвата. Фильтр прошел успешные испытания у крупнейшего итальянского оператора сотовой связи Omnitel, который параллельно испытывал и другие новые типы фильтров, но ВТСП-фильтр оказался лучшим.

AT&T Wireless (AWE), одна из самых больших беспроводных цифровых сетей Северной Америки, и Superconductor Technologies Inc. (STI), мировой лидер в применении сверхпроводящих материалов в беспроводной связи, анонсировали развертывание системы сверхпроводящих фильтров в регионе Santa Barbara. Наша система SuperFiltera усиливает беспроводную связь от мобильных телефонов к базовым станциям, уменьшая число несостоявшихся и блокируемых звонков и улучшая качество звука. Кроме того, она позволяет экономить расход потребляемой электроэнергии у мобильника , таким образом значительно продлевая срок службы батареек , - сказал Bob Johnson, президент STI.

Полимеры являются одним из наиболее перспективных классов материалов, используемых человеком. Применение полимерных материалов интенсивно расширяется практически во всех отраслях производства - от классических машиностроения и строительства до современных нанотехнологий. В результате резко увеличиваются объемы производства и потребления полимеров и быстрыми темпами идет создание новых типов таких материалов.

Исследования последних лет в области полимеров можно разделить на три основных направления. Первое заключается в создании новых методов синтеза полимеров, управления ходом этих реакций с целью формирования полимерных молекул заданного состава и структуры. Второе направление связано с изучением структуры и свойств полимеров и полимерных материалов для оптимальной трансформации их молекулярной структуры в полезные свойства материалов. Третье направление связано с процессами переработки полимеров в изделия, поскольку они являются дополнительными факторами коррекции структуры и сюйств материалов.

Перспективными направлениями в создании полимерных материалов являются фотохимические преврашения, которые позволяют с минимальной энергоемкостью получать полимеры с высокими эксплуатационными характеристиками. Большое внимание в настояшее время уделяется композиционным материалам, обладающим уникальными свойствами, которые обеспечиваются физико-химическими взаимодействиями между полимерной матрицей и наполнителем. Важной областью полимерной химии являются водорастворимые полимеры, обладающие специфическими свойствами и имеющие широкие перспективы практического использования.

В настоящей главе описаны фотоактивные гетероциклические олигомеры и полимерные материалы на их основе, наполненные эластомерные композиты, а также водорастворимые полимеры и области их применения.

9.1. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПОЛИМЕРЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Водорастворимые полимеры являются одним из наиболее перспективных классов высокомолекулярных соединений и находят все более широкое применение. Преимущества исполкзования таких поли-

-:н,с-сн 4сн,-сн,-о-[ он

-\-щс-си-\-

-I-H2C-CH4

Однако полиакриламид относится к неионогенным полимерам с достаточной долей условности, так как в условиях получения полимера существует возможность гидролиза и образования звеньев акриловой кислоты, что приводит к получению анионного по свойствам полиэлектролита, сополимера, содержащего звенья акриламида и акриловой кислоты [2].

Особую группу юдорастворимых полимеров составляют полиэлектролиты, образующие при диссоциации полиионы. К анионным полиэлек-

меров во многом связаны с экологическими факторами. Действительно, производство и применение водорастворимых полимеров не требует использования органических растворителей. В результате исключается огне-и взрывоопасность производственных операций и минимизируется загрязнение промышленных сточных вод и газовых выбросов. При этом некоторые области применения водорастворимых полимеров прямо связаны с процессами очистки природных и сточных вод.

С позиции практического использования водорастворимые полимеры делят на две группы - сохраняющие растворимость в воде и теряющие растворимость при изготовлении изделий. В первом случае полимеры, как правило, применяют в виде растворов. Основные направления использования растворов - регулирование свойств дисперсных систем (стабилизация или разрушение) и регулирование реологических свойств жидкостей (загустители или агенты для снижения гидравлического сопротивления при турбулентном течении). Применение водорастворимых полимеров в качестве клеев, адгезивов, связующих, а также упаковочных материалов связано с потерей растворимости в процессе переработки.

Водорастворимыми являются полимеры, в структуре которых содержатся звенья, способные к сольватации водой (неионогенные водорастворимые полимеры) или к диссоциации (полиэлектролиты). В зависимости от знака заряда полииона полиэлектролиты делятся на катион-ные, анионные и амфолиты [1].

К неионогенным водорастворимым полимерам относятся полимеры, содержащие гидроксильные, эфирные, амидные группы, например, поливиниловый спирт (а), полиоксиэтилен (б), производные целлюлозы, полиакриламид (в), поливинилпирролидон (г).