OCSiAlje jedinou společností, která vlastní škálovatelnou technologii pro průmyslovou syntézu grafenu
V Novosibirsku se nachází výrobní zařízení a výzkumná základna společnosti a také centrum pro prototypování materiálů a technologií na bázi grafenových nanotrubiček – TUBALL CENTER.
Dnes je OCSiAl globální společností,působící na všech kontinentech. Regionální pobočky jsou otevřeny v Evropě, USA, Koreji, Číně (Shenzhen, Shanghai), Hong Kongu a Rusku, zastoupení v Mexiku, Izraeli, Japonsku, Indii, Austrálii, Německu a Malajsii. Kromě vlastních kanceláří a zastoupení má OCSiAl partnery a distributory ve 45 zemích. OCSiAl zaměstnává více než 450 zaměstnanců z 16 zemí. Společnost R&D zaměstnává více než 100 vědců.
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Od 500 kilogramů do 75 tun
Používají se jednostěnné uhlíkové nanotrubicevýroba lithium-iontových baterií pro mobilní telefony a další gadgety, flexibilní dotykové obrazovky, pneumatiky a jiné automobilové díly, samonivelační podlahy, sportovní vybavení, baterie pro elektrická vozidla a mnoho dalšího. Dalo by se dokonce říci: velikost je malá, ale přítomnost široká. Tyto nanotrubice jsou pětkrát lehčí než měď, stokrát silnější než ocel, odolávají teplotám až 1 000 ° C a pokud jsou přidány i v nejmenších poměrech, zlepšují výkonnost materiálu. Například pokud do betonu přidáte 0,001% jednostěnných nanotrubiček, okamžitě se o 50% zesílí.
V roce 2013 zahájil OCSiAl svůj prvnízařízení na výrobu takových grafenových nanotrubic s názvem Graphetron 1.0. Značka se jmenovala TUBALL. O rok později již instalace syntetizovala 500 kg nanotrubiček a do roku 2019 dosáhla produkce 25 tun ročně.
Stavba druhého závodu Graphetron 50zahájena v roce 2016. V roce 2019 fungovalo v testovacím režimu a až nyní dosáhlo výrobní kapacity 50 tun. OCSiAl nyní může ročně produkovat 75 tun jednostěnných grafenových nanotrubiček. Objemy jsou kolosální, zvláště ve srovnání se zahraničními pokusy o výrobu grafenových nanotrubiček. Ale ne všechno je tak jednoduché - existují úskalí, která vysvětlují, proč konkurenti neuspěli.
Grafenové nanotrubiceje alotropní modifikace uhlíku,což jsou pláty grafenu o tloušťce jednoho atomu stočené do válce a trubky jsou obzvláště pevné a flexibilní. Jsou syntetizovány v instalacích třemi způsoby:
- použití grafitových elektrod;
- laserovým odpařováním grafitového cíle;
- prostřednictvím chemické reakce plynů - uhlík obsahujících a pomocných.
Používají se v mikroelektronice, plastech, automobilových součástkách a mnoha dalších materiálech.
Uhlíkové nanotrubice
Foto: wikipedia.org
Pokus o vytvoření masové výroby nanotrubičekz grafenu jako jedna z prvních vyráběla německá farmaceutická společnost Bayer. Pilotní závod s produkcí 60 tun ročně byl uveden do provozu v roce 2007 a v roce 2010 byla zahájena plná výroba, bylo plánováno vyprodukovat 500 tun ročně. Zkumavky byly syntetizovány katalýzou z plynu obsahujícího uhlík při vysokých teplotách, ale byly získány pouze vícestěnné - ne grafen, ale grafitové zkumavky. Grafit nebyl tak silný ani pružný jako grafen a krájení trubek do vrstev bylo obtížné a nákladné, takže po výrobcích společnosti Bayer nebyla vysoká poptávka a firma projekt v roce 2013 uzavřela.
Francouzská společnost Arkema plánovalaprodukovat 400 tun nanotrubiček ročně, čínské CNano - 500 tun. Asi 40 organizací na světě se pokusilo otevřít masovou výrobu, ale v každém čísle se jim nepodařilo získat jednostěnné trubky.
V současné době je stále vyrábí japonská společnost Zeon, ale vyrábí asi tunu trubek ročně a prodává se za 10 dolarů za kilogram.
Podle Jurije Koropachinského je materiál podobnýlepkavý černý web. Je 10krát těžší než vzduch a 100krát lehčí než voda. Musí být nejen syntetizován zvláštním způsobem, ale také transportován. Instalace není jen reaktor, ale robotická továrna, která nezávisle provádí všechny operace. Hotový drcený materiál je na konci cyklu odeslán do samostatného kontejneru.
Země nápadů, telefon štěstí a 2 miliony dolarů
V polovině dvacátých let se rozhodl Jurij Koropachinskýdát si pauzu od svých mnoha obchodních projektů, prodat veškerý svůj majetek a šel žít do Austrálie. Získané prostředky stačily na to, aby nepracoval a pohodlně žil, ale v roce 2006 se rozhodl vrátit se k podnikání, protože si myslel: nepracující otec je špatným příkladem pro svého syna.
Jurij Koropachinský— spoluzakladatel a prezident OCSiAl.Před zahájením své podnikatelské kariéry se podílel na vědeckém výzkumu v oblasti biofyziky, pracoval na Sibiřské pobočce Akademie věd SSSR. Svou první venture kapitálovou společnost vytvořil na počátku 90. let. Po úspěšném exitu jednoho ze svých investičních projektů v roce 2004 (výrobce zemědělské techniky s 20 tisíci zaměstnanci a obratem 230 milionů dolarů) založil společnost SM.Group, která investovala do nadějných high-tech startupů a od roku 2012 se zaměřila na uhlíkové nanomateriály, což vedlo ke vzniku OCSiAl.
Koropachinsky shromáždil své obchodní partnerypředchozí projekty - Jurij Zelvensky a Oleg Kirillov - a šel do Novosibirsku. Chtěl začít investovat do high-tech podnikání. Během účasti na setkání RAS Yuri oznámil, že hledá originální nápady.
Jurij Koropachinský
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Ke konečné myšlence však příkazpodnikatelé pokračovali tři roky. Budoucí zakladatelé OCSiAl se setkali s vědci z 23 výzkumných ústavů v Novosibirsku, Tomsku, Krasnojarsku a Irkutsku. Kontaktováním jednotlivých institucí požádal tým vedení o sjednání setkání s vědci, kteří měli nejoriginálnější vynálezy. Na těchto setkáních se podnikatelé ptali: co umíte nejlépe nebo co nikdo jiný? Pokud na tuto otázku byla konkrétní odpověď, bylo téma diskutováno dále.
Hledači nápadů tedy zvažovali 1 500 možností,přidělilo 364 projektů z fyziky, chemie a biologie, do kterých investovaly nějaké peníze na studium jejich proveditelnosti a potenciálního trhu. "Byly mezi nimi i docela vtipné projekty," vzpomíná Yuri Koropachinsky. - Například jeden vědec nabídl telefon radosti, dokonce měl potvrzení od Ministerstva komunikací Ruské federace. Zeptal jsem se, jak to funguje, a on odpověděl: „Stejně jako všechny mobilní telefony jsou všichni šťastní, jen když o nich začnou mluvit.“ Ve výsledku byly utraceny 2 miliony dolarů, společnost transformovala 12 projektů, ale žádný z nich Yuri nemohl označit za skutečně jedinečný.
Akademik a nanotrubice
V roce 2009 na příštím setkání s investory vŘeditel Mezinárodního vědeckého centra pro termofyziku a energetiku Ústavu termofyziky sibiřské pobočky Ruské akademie věd Michail Predtechensky přišel do Novosibirsku. Do té doby 20 let vytvářel technologie pro IT společnosti (HP, Samsung) a plynárenský průmysl (AirProducts). Na stejnou otázku, co může udělat, odpověděl Michail: „To je ono,“ a navrhl, aby se o problému diskutovalo jinak: „Řekněte mi, co chcete získat, a já vytvořím průlomovou technologii.“
Michail Predtechensky a Anatoly Chubais
Foto s laskavým svolením OCSiAl
V důsledku dlouhých rozhovorů vědec apodnikatelé se rozhodli, že potřebují pracovat s transformací materiálů. V prosinci 2009, během pravidelného rozhovoru o projektech, Michail Predtechensky řekl, že ví, jak vytvářet nanotrubice. Rád odhalil, že jsou velmi lehké, ale odolné a zlepšují kvalitu mnoha materiálů. Nevýhodou byla jen jedna - jednostěnné uhlíkové nanotrubice byly v malém množství získány pouze v laboratoři, takže byly velmi drahé. Michail navrhl vyrábět tyto trubky v průmyslovém měřítku.
V únoru 2010 byla tedy otevřena společnost OCSiAl, která vytváří grafenové nanotrubičky podle metody Michaila Predtechenského.
Osudové černé tečky a Čubajové
Predtechenský začal vyrábět trubice v plazměgenerátor, který také sám vynalezl. Všechny generátory, se kterými předtím pracoval, rychle spálily své elektrody. Samotná technologie výroby zůstává obchodním tajemstvím OCSiAl. Je těžké je za to vinit - konkurence na trhu je vysoká a vlastnictví jedinečných produktů přináší velké výhody.
Plazmový generátor- technické zařízení, ve kterém se plazma generuje pomocí elektrického proudu a používá se ke zpracování materiálů.
Michail přišel s nápadem pokusit se o tokapalné elektrody, protože kapalina nekoroduje. Spustil oblouk mezi lázněmi, ve kterých byla tavenina, kov se roztavil, louže se objevily a oblouk byl uzavřen. Nyní generátor s kapalnými elektrodami mohl kdykoli pracovat s jakýmkoli materiálem. Právě toto zařízení použil Mikhail Predtechensky k vytvoření grafenových nanotrubiček, jejichž oficiální název je SWCNT (z anglických Single Wall Carbon Nanotubes).
OCSiAl laboratoř
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Grafen je oficiálně považován za otevřený v roce 2004.Průkopníky byli fyzici Andrei Geim a Konstantin Novosyolov, kteří za to obdrželi Nobelovu cenu. Ve skutečnosti však o této látce psali už ve 20. století. V roce 1952 fyzik a chemik Leonid Radushkevich získal po syntéze mikroskopické obrazy nanotrubiček. A v roce 1977 vědci z Ústavu katalýzy sibiřské pobočky Akademie věd SSSR během experimentů s dehydrogenačními katalyzátory objevili pod mikroskopem uhlíkové válce. V roce 1991 japonský fyzik Sumio Iijima napsal o objevu takových nanotrubiček.
Jak již bylo zmíněno, kompletní popis technologieje držena v tajnosti, ale obecný princip je následující: nanočástice se tvoří na substrátu v generátoru a létají v plynu z uhlovodíků (metan a podobné plyny) zahřátých na 1000 ° C a vyšší. Na každé nanočástice roste grafenová nanotrubice. Syntéza probíhá uvnitř instalace.
Výroba je patentována. Hlavním principem hromadné výroby bylo snížit cenu produktů na 1–2 USD.
Jsou syntetizovány uhlíkové nanotrubice s více stěnamirychlejší a jednodušší, ale jejich vodivost, flexibilita a pevnost jsou mnohem nižší než u jednostěnných, což znamená, že je třeba je přidávat do materiálu ve velkém množství: pokud jsou jedna setina procenta jednostěnných nanotrubiček natolik, aby se zlepšily vlastnosti materiálu, vyžadují vícevrstvé nanotrubice několik desítek procent. Kromě toho se ukázalo, že je obtížné přidat do materiálů vícevrstvé trubky. Jsou to spletence pevně propletených trubek, které se obtížně a nákladně odmotávají, a prášek z odvinutých trubek nedodává materiálům potřebnou vodivost a pevnost, a nakoupilo se málo. Konkurenti OCSiAl, kteří vyrábějí vícevrstvé trubky (Bayer, Arkema a další), proto museli kvůli své nerentabilnosti omezit svou výrobu.
Anatoly Chubais
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Pro syntézu první dávky v instalaci MichailaPředchůdce zbývá měsíc. Bylo jich velmi málo - pár černých teček na bílém pozadí filtru, ale speciální mikroskop ukázal, že se jednalo o jednostěnné trubice. V příštích dvou letech společnost OCSiAl přispěla na vývoj částkou 20 milionů dolarů, bylo však zapotřebí dalších investic, a v roce 2011 šel Yuri se „skvrnitým“ filtrem do čela Rusnana, Anatoly Chubais.
Čubajs podlehl důvěře zastupiteleOCSiAl. Rusnano investoval 20 milionů dolarů – to byla první investice třetí strany. Pomocí těchto investic společnost vybudovala první syntézní instalaci, Graphetron 1.0, ve vlasti zakladatelů v Novosibirsku.
Lezení
Najít kupce byla samostatná obtíž."Vyžaduje to hodně úsilí a peněz," stěžuje si zakladatel společnosti. - Je však nutné prokázat potenciálnímu kupujícímu účinek nanotrubiček konkrétně na jeho produkty. Jak to děláme Vezmeme materiál, přidáme jednu desetitisícinu nanotrubiček a získáme úplně jiný materiál. “
Nanotrubice jsou v materiálu rovnoměrně rozloženya vytvořit výztužnou a elektricky vodivou síť. Pokud například do materiálu, ze kterého jsou vyrobeny lithium-iontové baterie, přidáte jednostěnné nanotrubice, začne lépe vést elektrický proud, což znamená, že baterie vydrží nabití déle.
Prvním reklamním tahem byla distribuce zdarmavzorky výrobcům různých materiálů. Jeden gram byl rozeslán několika tisícům ruských a zahraničních společností, mnoho jich mělo zájem a odpovědělo. První CNT koupila korejská společnost, aby zvýšila pevnost kompozitů a vodivých povlaků. Vedení společnosti OCSiAl si uvědomilo, že propagace by byla účinná, pouze kdyby prokázala výhody přidání jednoduchých hadiček do materiálů. Vedle společnosti Graphetron společnost otevřela prototypové centrum, kde začala vyrábět různé materiály včetně grafenových nanotrubiček.
Pneumatika používající jednostěnné uhlíkové trubky
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Například vědci společnosti vyvinuli technologiivýroba samonivelačních podlah s CNT a přenesla je zdarma do výrobních společností, díky čemuž je díky nim vytvořeno 80% těchto podlah v Rusku. Samonivelační podlahy vyrobené z materiálů, ke kterým se přidávají jednostěnné uhlíkové nanotrubice, mají dobrou elektrickou vodivost, navíc nanotrubice nemění barvu materiálů, jejich viskozitu a roztíratelnost, proto spotřeba materiálů při výrobě samonivelačních hmot podlahy se nezvyšují.
Technologie pro tvorbutrubky ze skleněných vláken a vyztužený asfalt. Přidání CNT k pryskyřici, ze které se vyrábí skleněné vlákno pro trubky ze skleněných vláken, dává materiálu objemovou a rovnoměrnou vodivost, což snižuje riziko nehod ve výbušném průmyslu (například v uhelném průmyslu) a trubky se stávají o 15% pevnějšími . Asfaltový beton vyrobený z bitumenu obsahující uhlíkové nanotrubice se stává o 67% odolnější vůči kolejím a o 67,5% odolnější proti praskání.
Zpočátku se nanotrubice vyráběly ve forměprášek, ale laboratoře OCSiAl začaly vyrábět koncentráty a suspenze pro snadnější přidávání do materiálů. Nyní druhým významným produktem OCSiAl jsou koncentráty a suspenze TUBALL MATRIX obsahující dispergované nanotrubičky. Je poměrně obtížné přidat prášek s nanotrubičkami k materiálům a rovnoměrně jej rozmístit po jakémkoli materiálu a nerovnoměrné rozložení nepřinese účinek přidání CNT. Specialisté OCSiAl se proto rozhodli vytvořit koncentráty a suspenze s již distribuovanými nanotrubičkami. Pro tento účel byla vyvinuta speciální ultrazvuková instalace TUBBOX, která střídavě využívá metod mechanické a ultrazvukové disperze. Mechanická disperze vytváří homogenní směsi, zatímco ultrazvuková disperze rozděluje svazky nanotrubiček v nanoměřítku na jednotlivé objekty.
0,01% TUBALLU přidaného do materiálu je rovnoměrně rozloženo po jeho matrici a vytváří trojrozměrnou síť s výztužnými a elektricky vodivými vlastnostmi.
OCSiAl je primárně tržně orientovanýlithium-iontové baterie, ve kterých se nanotrubičky přidávají do křemíkových anod, trh s pneumatikami, asfaltovými povrchy, kompozity a nátěry. V roce 2019 byly produkty zakoupeny ruskou společností Eco Group a přidány do asfaltu: pomocí adhezivních přísad bylo do bitumenu zavedeno 0,025% nanotrubiček a přidáno do asfaltového betonu. Část federální dálnice M4 Don je položena novým materiálem, do budoucna se počítá s položením silniční sítě povlakem z nanotrubic.>
Mezi těmi, kteří již používají TUBALL, Ruspodnik Unicom-Service, který vyrábí polyuretanové hřídele pro dopravní pásy (přidává 0,3 % koncentrátu TUBALL MATRIX pro antistatické vlastnosti), čínský výrobce vrtných korunek pro ropné plošiny Orient Energy & Technology Ltd (1,7% koncentrátu se přidává do pryže pro pružnost statoru ve vrtačkách), ruský výrobce skleněných nádob "Ekran" (přidává nanotrubice do kapaliny pro rozprašování).
V Rusku neexistovaly více než 2% potenciáluzákazníci, takže OCSiAl začala otevírat kanceláře v USA, Evropě a Asii. Nyní má společnost 600 stálých zákazníků po celém světě, více než 2 000 společností testuje nanotrubice, více než 90% produktů se exportuje.
Jednorožec a nová éra
V roce 2019 koupila investiční skupina A&NN0,5% akcií a ohodnotil podnik na miliardu. OCSiAl se díky tomu dostal na seznam takzvaných jednorožců – nových společností, které ještě nepřekonaly ztráty, ale již získaly tržní ocenění ve výši 1 miliardy dolarů.
Anatoly Chubais a Yuri Koropachinsky
Foto s laskavým svolením OCSiAl
Při otevření Graphetronu 50 řekl Anatoly Chubais:"OCSiAl vytváří novou éru lidských materiálů." Jedná se o fantastické vlastnosti jednostěnného uhlíkového alotopu, který po přidání do téměř jakéhokoli materiálu zvyšuje pevnost a elektrické vlastnosti. Všechno, co se dnes stalo, je pouze začátkem cesty, na které stojí globální obnova materiálů ve skutečném sektoru na světě. Když se ke mně přiblížil mladý podnikatel, drzý a agresivní, podíval jsem se do těch upřímných očí a rozhodl jsem se, že toho může dosáhnout. “
Společnost je v současné době zastoupena ve 45země Evropy a Asie. Současně bylo otevřeno hlavní sídlo v Lucemburku. Do roku 2023 má OCSiAl v úmyslu postavit tam reaktor s produkcí 100 tun ročně, stejně jako reaktory ve všech vyspělých zemích.
„OCSiAl je ve skutečnosti lucemburská společnost -vysvětluje Yuri. - Chcete-li chránit duševní vlastnictví, musíte rozumět anglickému právu, zaměřovat se na spotřebitele a investory po celém světě. USA a Evropa spotřebovávají 25% naší produkce, takže naši produkci umístíme blíže k hlavnímu spotřebiteli. Velké společnosti navíc chtějí přijímat dodávky z různých zemí. Proto potřebujeme různá místa. “
Viz také:
— Nová mutace COVID-19 infikuje člověka 8x rychleji a imunitní systém ji „nevidí“
— Podívejte se na obřího žraloka, kterého trápila stejně obří chobotnice!
— Ženské vajíčko si může „selektovat“ sperma: jeho majitelka s tím nemá nic společného