Держи себя в тепле

Николай Ульянов
заместитель главного редактора, редактор отдела промышленности журнала «Эксперт»
10 июля 2017, 00:00

Небольшая челябинская фирма расширяет границы территории, пригодной для комфортной деятельности человека

Внутренняя поверхность нанопор во время дыхания выстилается водяной пленкой толщиной в одну-две молекулы (нанослой), что создает условия для реакций с нейтральным азотом, невозможных при нормальных условиях

Россия — северная страна. Значительная ее часть малопригодна для проживания из-за суровых климатических условий. Но все же люди в этих условиях живут и работают. И это делает востребованными технологии и продукты, направленные на защиту человека от холода

Согреть дыханием

Тепловая маска — изобретение челябинского инженера Игоря Минеева, который сам себя называл «первым в мире специалистом по тепловому комфорту человеческого организма». Около тридцати лет Минеев работал над ее созданием, а впервые задумался о том, как сохранять тепло человеческого тела, еще в юном возрасте: «Он мне рассказывал, как в детстве очень сильно замерз на улице и забежал в подъезд погреться. Сунул нос между ребер батареи и начал дышать теплым воздухом. Заметил, что согрелось не только лицо, но и закоченевшие руки и ноги. Очень быстро холод отступил. Отступил потому, что он вдыхал теплый воздух. Это был его первый опыт», — вспоминает Сергей Давыдов, генеральный директор компании «Второе дыхание ТМ».

Компания «Второе дыхание ТМ» занимается промышленным производством тепловых масок с 2006 года: «Минеев тогда ко многим обращался с предложением запустить производство его масок. Но все его разворачивали. И я тоже сначала развернул. Но он оказался очень настойчивым. Предложил попробовать походить с его маской. Я вышел на улицу, подышал. Действительно, вдыхаемый воздух теплый. Начали работать».

Принцип действия тепловой маски таков: она забирает тепло из выдыхаемого человеком воздуха, аккумулирует его и затем этим теплом согревает вдыхаемый воздух, доводя его до комфортной температуры. При кажущейся простоте добиваться того, чтобы организм человека не перегревался, а на поверхности маски не конденсировалась влага, пришлось довольно долго. Понадобилось изучить физиологию человека, теплотехнику, автоматизацию тепловых процессов, термодинамику, гидравлику, пневматику, акустику. Основа маски — многослойная целлюлозная матрица, пропитанная специально разработанным многокомпонентным составом — компаундом. Особенность конструкции — оптимальное сочетание макро- и нанопор, что позволяет получать небольшое сопротивление дыханию в сочетании с уникальными эффектами.

В 2015 году компания получила грант от Федерального фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в размере 2 млн рублей на автоматизацию производства 30-02.jpg
В 2015 году компания получила грант от Федерального фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в размере 2 млн рублей на автоматизацию производства

В свое время Игорь Минеев получил патент на свое изобретение. Впоследствии компания Сергея Давыдова получила еще четыре патента, связанных с тепловыми масками. «Кто-то может попытаться повторить нашу маску, — говорит он. — Но бес в мелочах. Мы каждый год что-то совершенствуем. Пока они будут нас копировать, мы уйдем еще дальше. НИОКР у нас идет постоянно».

По словам Сергея Давыдова, более или менее серьезные продажи масок — тысячи штук в год — пошли только через пять-шесть лет после начала работы. Постепенно начала меняться и структура продаж: если раньше маски покупали в основном частные лица для активного зимнего отдыха, то сейчас растет доля компаний, которые закупают маски большими партиями для своих работников: «Мы долго пытались пробиться в закупки отдельных компаний. Писали письма, слали презентации. Но, видимо, дальше секретарей это не проходило. Поэтому мы пошли другим путем. В России есть два крупных игрока на рынке спецодежды. Мы начали работать с ними. Первой интерес проявила компания “Техноавиа”. Я к ним сначала с одной презентацией съездил, потом с другой. Потом они заказали образцы. Потом стартовую партию. А потом включили наши маски в свой каталог. Они поняли, что тепловая линейка у них незамкнутая: кожу защищают одеждой, ноги — обувью, голову защищают, даже глаза — очками. А дыхание не защищено. Со второй компанией, “Восток-Сервис”, пытаемся поработать по той же схеме».

Если раньше доля «частников» в портфеле заказов составляла более половины, то сейчас лишь около 20% — ее «размыли» корпоративные покупатели.

Серьезный заказ в прошлом году поступил от Министерства обороны — пять тысяч тепловых масок. Причем поначалу инициатива исходила от самих военных: «На нас вышли десантники. Три года назад готовились две группы к работе в Арктике. Они в интернете нашли информацию о нас и на свои личные деньги закупили маски. Мы им сделали большую скидку. Я смотрю, раз уж сами офицеры к нам обращаются, спрос есть. Написали письмо в Минобороны. Показали им фотографии их же офицеров в наших масках, видео. Вот, мол, ваши десантники на свои же деньги закупили. Не пора ли вам задуматься о централизованной закупке? Год шли переговоры и согласования. В итоге в прошлом году они заказали пять тысяч масок. В этом — пятьсот».

В последние годы продажи росли на 30–50% в год. Однако в этом году хорошим результатом для компании станут объемы на уровне 2016-го — придется компенсировать десятикратное сокращение военного заказа.

Загадки «тонких» эффектов

Постоянная работа над улучшением масок и научные изыскания приносят свои плоды. Варьируя состав пропитки компаунда, можно получить дополнительные свойства самой маски. Например, экспериментальным методом достигли эффекта, противоположного изначальному: маска заработала в обратную сторону — стала охлаждать вдыхаемый горячий воздух, а также защищать организм человека от потери влаги. «К этим нашим маскам проявили интерес арабские страны, взяли несколько для тестирования. На жаре она охлаждает вдыхаемый воздух до температуры тела. Понижение температуры с пятидесяти градусов до тридцати шести — по ощущениям это рай небесный. А условия работы там адские — не в кондиционированных городах, а на местах нефте- и газодобычи», — рассказывает Сергей Давыдов.

Впрочем, эффект охлаждения не самое удивительное, на что оказалась способна тепловая маска.

После некоторого снижения концентрации кислорода и повышения концентрации углекислого газа происходит дальнейшая стабилизация газового состава до величин, позволяющих полноценно дышать 30-03.jpg
После некоторого снижения концентрации кислорода и повышения концентрации углекислого газа происходит дальнейшая стабилизация газового состава до величин, позволяющих полноценно дышать

Еще в 2007 году Федор Калуцкий, отвечающий в компании за науку, обнаружил эффект, получивший название «кислородный»: некоторые маски в обедненной кислородом среде давали ощущение полноценного дыхания.

«Мы пригласили спасателей из областной службы спасения МЧС на испытания этих масок для объективного подтверждения эффекта. Спасатели дышали в специальных герметичных мешках по пятнадцать минут, что зафиксировано видеозаписью и показаниями газоанализаторов, — рассказывает Калуцкий. — Исследование наших масок под электронным микроскопом, проведенное в лаборатории ЮУрГУ, показало, что в структуре стенок макроканалов имеются нанопоры, средний размер которых составил 40 нм. Как нам кажется, именно в них кроется источник “тонких” эффектов. При дыхании в наноразмерных порах происходит цепь реакций с участием молекул кислорода, воды, углекислого газа и обычно нейтрального азота, промежуточными продуктами которых являются короткоживущие изоциановые (не цианистые!) кислоты и перекись водорода. В итоге увеличивается концентрация кислорода и связывается углекислый газ, что объясняет кислородный эффект».

 30-04.jpg

Определенные составы компаунда, используемые в масках, вызывают лечебно-оздоровительные эффекты. Сергей Давыдов рассказывает, что маска позволила существенно улучшить состояние человека, страдающего от псориаза. «Я пытался договориться с медиками, чтобы провести клинические испытания, но мне выставили такую цену, что я решил пока подождать с этим, — сетует он. — Но тем не менее хочу взять самый нейтральный эффект — седативный. Провести с ним клинические испытания и открыть кабинет, чтобы помогать людям страдающим, например, бессонницей».

Впрочем, это скорее исключение. Сергей Давыдов не хочет форсировать события, пока обнаруженные «тонкие» эффекты только фиксируются и описываются: «Мне иногда медики говорят: “Да вы что, это же эффект плацебо”. А мы говорим: “Ну, допустим, плацебо. Поверили и излечились. Но вот эмчеэсники дышали без кислорода пятнадцать минут. Это тоже плацебо?”»

Как бы то ни было, наблюдаемые уже более восьми лет «тонкие» эффекты воспроизводятся и описываются одинаково самыми разными пользователями, и в компании отказываются считать это простой случайностью, поэтому работают над программированием этих эффектов, подбирая формулу состава и меняя структуру маски — своеобразный штрихкод, которых набралось уже пара десятков.