Александр Ковалев, студент НГУ, разработал проект микроканальных устройств подачи двухфазного потока на печатающую головку 3д-принтера. Это позволит печатать материалы сложной структуры с неоднородными свойствами, например, ткани в биологии.
Проект был представлен на конкуре «УМНИК» Фонда содействия инновациям, стал одним из победителей и получил грантовую поддержку 500 тысяч рублей. Реальный опыт «упаковки» своей идеи в проект, подготовки заявки и получения гранта, рассказал Александр Ковалев.
«Основная причина, по которой я оказался в науке, это, безусловно, интерес, жажда познания того, как устроен окружающий мир. Работа в науке - это, на мой взгляд, уникальное сочетание возможностей и свобод. Современный ученый это не только про аналитические и творческие способности, помогающие исследовать законы природы. Сегодня работая в науке необходимо также быть наставником, выполнять различные менеджерские функции, иметь широкий кругозор и общаться с людьми из разных сфер деятельности.
Суть моего проекта заключается в разработке устройства, позволяющего создавать композитные материалы с неоднородными свойствами с помощью 3D-печати. Большинство окружающих нас вещей не являются однородными, а имеют сложную внутреннюю структуру: включения различных свойств и размеров, пустые поры и т.д. Основная идея разрабатываемого устройства заключается в использовании микрофлюидики для управления размерами и свойствами включений дисперсной фазы, которая будет добавляться в чернила для 3D-печати, в режиме онлайн, что позволит печатать материалы с программируемыми свойствами.
Работая в институте теплофизики СО РАН по тематике, связанной с потоками жидкостей и газов на микромасштабах, наша команда получила большой опыт в этой области. Знания о том, как управлять потоками в микроканалах, как создавать капельки заданного размера одной жидкости в другой, несмешивающейся с ней, будут применяться для решения проблемы 3D-печати пористых и сложноструктурированных материалов.
На текущем этапе подразумевается печать небольших объектов с характерными размерами до нескольких сантиметров. Такая технология может быть использована биологами для печати образцов тканей (так называемый биопринтинг), в стоматологии для печати протезов, а также для технологического дизайна и прототипирования небольших деталей.
На настоящий момент есть несколько вариантов развития проекта, в зависимости от того, что удастся реализовать. При дальнейшем успехе в привлечении средств и создания коллабораций со специалистами из смежных областей, планируется шагнуть к производству и продаже готовых 3D-биопринтеров, которые сейчас не производятся коммерческими российскими компаниями. При таком сценарии есть потенциал занять значительную часть рынка объемом в десятки миллиардов рублей. В реалистичном сценарии будет разработана и оптимизирована технология для создания композитных чернил, которую затем можно продавать уже существующим компаниям, занимающимся 3D-печатью. В этом случае коммерческая составляющая будет значительно скромнее, но затраты всё ещё будут окупаемы во много раз, а приложенные усилия не будут напрасны.
Помимо УМНИКа я работаю над проектами в рамках различных государственных грантов, в основном РНФ (Российский Научный Фонд). Эти проекты нацелены больше на фундаментальную составляющую исследований, однако их результаты также могут иметь в будущем активное применение на практике. Один из таких проектов, например, посвящён применению машинного обучения для управления потоком в микроканалах, контроля над режимом течения и характерными размерами генерируемых капель и пузырьков.
Отмечу, что государственная поддержка связана с большим количеством бюрократии, но получать её можно и нужно. Считаю большим плюсом УМНИКа наличие кураторов в региональном представительстве (Новосибирском областном инновационном фонде), которые помогают работать с заявкой. Это значительно сокращает время, потраченное, чтобы разобраться в заполняемых формах.
Готовясь к конкурсу, нужно чётко понимать цели и задачи проекта, а также представлять какие измеримые характеристики или показатели будут говорить о том, что цели достигнуты. Тщательное исследование существующих патентов и технологий может значительно упростить составление заявки, и снять многие вопросы. На мой взгляд, хорошая заявка должна кратко и ясно излагать основную идею проекта, показывать, в чём его инновационность и обосновывать его релевантность - востребованность конечного продукта на рынке. Так как конкурс УМНИК не только про исследование как таковое, но и про технологическое предпринимательство, большим плюсом будет информация, полученная от конечных потребителей продукта. Если это продукт для бизнеса, то от представителей ведущих предприятий в данной сфере, если же продукт для частных лиц, то это может быть опрос с достаточно большой выборкой или что-то аналогичное.
На конкурсе мне показалось, что многие участники не уделили должного внимания анализу рынка, конкурентов и коммерческой составляющей. Я бы посоветовал тщательно проработать эти вопросы перед написанием заявки, а также пообщаться с потенциальными потребителями вашего конечного продукта. Исходя из этого, можно более грамотно расставить акценты в своём исследовании и сформулировать цели и задачи».
Для справки
УМНИК - конкурс молодёжных инновационных проектов для участников от 18 до 30 лет. Победители получают невозвратный грант 500 тысяч рублей на год на развитие своего научно-технического проекта. Подать заявку можно до 20 октября 2022 года на сайте.