OCSiAler den eneste virksomhed, der ejer en skalerbar teknologi til industriel syntese af grafen
Virksomhedens produktionsfaciliteter og forskningsbase er placeret i Novosibirsk, samt et center for prototyping af materialer og teknologier baseret på grafen nanorør - TUBALL CENTER.
I dag er OCSiAl en global virksomhed,opererer på alle kontinenter. Regionale afdelinger er åbne i Europa, USA, Korea, Kina (Shenzhen, Shanghai), Hong Kong og Rusland, repræsentationskontorer i Mexico, Israel, Japan, Indien, Australien, Tyskland og Malaysia. Ud over egne kontorer og repræsentationskontorer har OCSiAl partnere og distributører i 45 lande. OCSiAl beskæftiger mere end 450 medarbejdere fra 16 lande. R&D-virksomheden beskæftiger mere end 100 forskere.
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Fra 500 kg til 75 ton
Enkeltvæggede carbon nanorør anvendes tilfremstilling af lithium-ion-batterier til mobiltelefoner og andre gadgets, fleksible berøringsskærme, dæk og andre bildele, selvudjævende gulve, sportsudstyr, batterier til elektriske køretøjer og meget mere. Du kan endda sige: størrelsen er lille, men tilstedeværelsen er bred. Sådanne nanorør er fem gange lettere end kobber, 100 gange stærkere end stål, tåler temperaturer op til 1.000 ° C og forbedrer, når de tilsættes, selv i de mindste proportioner, materialets karakteristika. Hvis du f.eks. Tilføjer 0,001% enkeltvæggede nanorør til beton, bliver den straks 50% stærkere.
I 2013 lancerede OCSiAl sin førsteet anlæg til fremstilling af sådanne grafen-nanorør kaldet Graphetron 1.0. Mærket fik navnet TUBALL. Et år senere havde installationen allerede syntetiseret 500 kg nanorør, og i 2019 nåede produktionen op på 25 tons om året.
Konstruktion af den anden installation af Graphetron 50startede i 2016. I 2019 arbejdede hun i testtilstand og har først nået en produktionskapacitet på 50 tons. OCSiAl kan nu fremstille 75 ton enkeltvæggede grafenananrør årligt. De opnåede volumener er kolossale, især sammenlignet med udenlandske forsøg på at fremstille grafenananorør. Men ikke alt er så enkelt - der er faldgruber, der forklarer, hvorfor konkurrenterne mislykkedes.
Graphene nanorører en allotrop modifikation af kulstof,som er et-atom tykke plader af grafen rullet til en cylinder, og rørene er særligt stærke og fleksible. De syntetiseres i installationer på tre måder:
- anvendelse af grafitelektroder;
- ved laserfordampning af et grafitmål;
- gennem en kemisk reaktion af gasser - kulstofholdige og hjælpestoffer.
De bruges i mikroelektronik, til fremstilling af plast, bildele og i mange andre materialer.
Carbon nanorør
Foto: wikipedia.org
Et forsøg på at skabe masseproduktion af nanorørfra grafen en af de første til at påtage sig det tyske farmaceutiske firma Bayer. Pilotanlægget, der producerede 60 ton om året, blev lanceret i 2007, og i 2010 blev fuld produktion lanceret, blev det planlagt at producere 500 tons årligt. Rørene blev syntetiseret ved katalyse fra en kulstofholdig gas ved høje temperaturer, men der blev kun opnået flervæggede - ikke grafen, men grafitrør -. Grafit var ikke så stærk og fleksibel som grafen, og det var vanskeligt og dyre at opdele rørene i lag, så Bayer-produkterne var ikke meget efterspurgte, og i 2013 lukkede virksomheden projektet.
Det franske selskab Arkema planlagdeproducerer 400 tons nanorør årligt; kinesisk CNano - 500 tons. Cirka 40 organisationer i verden forsøgte at åbne masseproduktion, men de kunne ikke få enkeltvæggede rør i hvert nummer.
I øjeblikket produceres de stadig af det japanske firma Zeon, men det producerer ca. et ton rør pr. År og sælges for $ 10 pr. Kg.
Ifølge Yuri Koropachinsky ligner materialetklistret sort web. Det er 10 gange tungere end luft og 100 gange lettere end vand. Det må ikke kun syntetiseres på en speciel måde, men også transporteres. Installationen er ikke kun en reaktor, men et robotanlæg, der uafhængigt udfører alle operationer. Det færdige strimlede materiale sendes til en separat beholder i slutningen af cyklussen.
Land med ideer, lykkenes telefon og $ 2 millioner
I midten af 2000'erne besluttede Yuri Koropachinskytage en pause fra hans mange forretningsprojekter, solgte alle sine aktiver og rejste til at bo i Australien. De modtagne midler var nok til ikke at arbejde og leve komfortabelt, men i 2006 besluttede han at vende tilbage til erhvervslivet, fordi han tænkte: en ikke-arbejdende far er et dårligt eksempel for sin søn.
Yuri Koropachinsky— medstifter og præsident for OCSiAl.Før han startede sin erhvervskarriere, deltog han i videnskabelig forskning inden for biofysik og arbejdede ved den sibiriske afdeling af USSR Academy of Sciences. Han oprettede sit første venturekapitalselskab i begyndelsen af 1990'erne. Efter den vellykkede exit af et af hans investeringsprojekter i 2004 (en producent af landbrugsudstyr med 20 tusind ansatte og en omsætning på $230 millioner) dannede han SM.Group-virksomheden, som investerede i lovende højteknologiske startups, og siden 2012 har fokuseret på kulstof nanomaterialer, hvilket førte til skabelsen af OCSiAl.
Koropachinsky samlede sine forretningspartnere itil de tidligere projekter - Yuri Zelvensky og Oleg Kirillov - og gik til Novosibirsk. Han ville begynde at investere i en højteknologisk virksomhed. Mens han deltog i RAS-mødet, meddelte Yuri, at han ledte efter originale ideer.
Yuri Koropachinsky
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Men til den endelige idé, kommandoeniværksættere fortsatte i tre år. De fremtidige grundlæggere af OCSiAl mødtes med forskere fra 23 forskningsinstitutter i Novosibirsk, Tomsk, Krasnoyarsk og Irkutsk. Ved at kontakte hver institution bad teamet ledelsen om at arrangere et møde med de videnskabsfolk, der havde de mest originale opfindelser. På disse møder spurgte forretningsfolk: hvad kan du gøre bedre end nogen anden, eller hvad ingen andre kan gøre? Hvis der var et specifikt svar på dette spørgsmål, blev emnet diskuteret yderligere.
Så idésøgende overvejede 1.500 muligheder,afsatte 364 projekter inden for fysik, kemi og biologi, hvor de investerede nogle penge for at studere deres gennemførlighed og potentielle marked. ”Der var nogle ganske sjove projekter blandt dem,” minder Yuri Koropachinsky. - For eksempel tilbød en videnskabsmand en telefon med glæde, han havde endda en bekræftelse fra Ministeriet for kommunikation i Den Russiske Føderation. Jeg spurgte, hvordan det fungerer, og han svarede: "Ligesom alle mobiltelefoner, alle når de begynder at tale om det, er alle glade." Som et resultat blev 2 millioner dollars brugt, 12 projekter blev omdannet i virksomheden, men alligevel kunne Yuri ikke kalde nogen af dem virkelig unikke.
Akademiker og nanorør
I 2009 på det næste møde med investorer iMikhail Predtechensky, direktør for Det Internationale Videnskabelige Center for Termofysik og Energiteknik ved Institut for Termofysik i Sibirsk afdeling ved Det Russiske Videnskabelige Akademi, kom til Novosibirsk. På det tidspunkt havde han skabt teknologier til it-virksomheder (HP, Samsung) og gasindustrien (AirProducts) i 20 år. På det samme spørgsmål om, hvad han kan gøre, svarede Mikhail: "Det er det" og tilbød at diskutere problemet anderledes: "Fortæl mig, hvad du vil have, og jeg laver en gennembrudsteknologi."
Mikhail Predtechensky og Anatoly Chubais
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Som et resultat af lange samtaler, videnskabsmanden ogiværksættere besluttede, at de havde brug for at arbejde med transformation af materialer. I december 2009, under en regelmæssig samtale om projekter, sagde Mikhail Predtechensky, at han vidste, hvordan man skabte nanorør. Han afslørede med glæde, at de er meget lette, men holdbare og forbedrer kvaliteten af mange materialer. Der var kun en ulempe - en-vægede carbon nanorør opnåedes kun i små mængder på laboratoriet, så de var meget dyre. Mikhail foreslog at fremstille disse rør i industriel skala.
I februar 2010 blev OCSiAl-virksomheden åbnet, hvilket skaber grafenananrør efter metoden fra Mikhail Predtechensky.
Skæbnesvangre sorte prikker og Chubais
Predtechensky begyndte at lave rør i plasmagenerator, som han også selv opfandt. Alle de generatorer, han tidligere havde arbejdet med, brændte hurtigt deres elektroder ud. Selve produktionsteknologien forbliver en forretningshemmelighed for OCSiAl. Det er svært at bebrejde dem dette - konkurrencen på markedet er høj, og det giver store fordele at have unikke produkter.
Plasma generator- en teknisk enhed, hvor plasma genereres ved hjælp af elektrisk strøm, og det bruges til at behandle materialer.
Mikhail fik ideen til at prøve at laveflydende elektroder, fordi væsken ikke korroderer. Han lancerede en bue mellem badene, hvor der var en smelte, metallet smeltede, vandpytterne vendte sig ud og buen lukkedes. Nu kunne generatoren med flydende elektroder arbejde når som helst med ethvert materiale. Det var denne enhed, Mikhail Predtechensky brugte til at oprette grafen nanorør, hvis officielle navn er SWCNT (fra den engelske Single Wall Carbon Nanotubes - "single-wall carbon nanotubes" - "Hi-tech).
OCSiAl laboratorium
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Graphene betragtes officielt som åben i 2004. Pionererne var fysikerne Andrei Geim og Konstantin Novoselov, som modtog Nobelprisen for dette. Men faktisk skrev de om dette stof tilbage i det XX århundrede. I 1952 opnåede fysiker og kemiker Leonid Radushkevich mikroskopiske billeder af nanorør efter syntese. Og i 1977 opdagede videnskabsmænd fra Institute of Catalysis of the Siberian Gren of the Academy of Sciences of the USSR under eksperimenter med dehydrogeneringskatalysatorer kulstofcylindre under et mikroskop. I 1991 skrev den japanske fysiker Sumio Iijima om opdagelsen af sådanne nanorør.
Som allerede nævnt en komplet beskrivelse af teknologienholdes hemmelig, men det generelle princip er som følger: nanopartikler dannes på underlaget i generatoren, der flyver i en gas fra kulbrinter (methan og lignende gasser) opvarmet til 1000 ° C og højere. En grafen nanorør vokser på hver nanopartikel. Syntesen finder sted inden i installationen.
Produktionen er patenteret. Hovedprincippet for masseproduktion var at reducere prisen på produkter til $ 1-2.
Multi-walled carbon nanorør er syntetiserethurtigere og enklere, men deres ledningsevne, fleksibilitet og styrke er meget lavere end for enkeltvæggede nanorør, hvilket betyder, at de skal føjes til materialet i store mængder: hvis en hundrededels procent af enkeltvæggede nanorør er nok til at forbedre materialets egenskaber, så kræver flervæggede nanorør flere titusinder af procent. Derudover viste det sig, at det er vanskeligt at tilføje flerlagsrør til materialer. De er sammenfiltrede tæt sammenflettede rør, som er vanskelige og dyre at løsne, og pulveret fra uviklede rør giver ikke den nødvendige ledningsevne og styrke til materialerne, og der blev kun købt lidt. Derfor blev OCSiAls konkurrenter, der producerer rør med flere lag (Bayer, Arkema og andre), tvunget til at begrænse deres produktion på grund af dets ulønnsomhed.
Anatoly Chubais
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Til syntese af det første parti i Mikhails installationForløber en måned tilbage. Der var meget få af dem - et par sorte pletter på filterets hvide baggrund, men et specielt mikroskop viste, at dette er enkeltvæggede rør. I de næste to år bidrog OCSiAl 20 millioner dollars til udviklingen, men der var behov for flere investeringer, og i 2011 gik Yuri med et "plettet" filter til lederen af Rusnano, Anatoly Chubais.
Chubais gav efter for repræsentantens tillidOCSiAl. Rusnano investerede 20 millioner dollars - dette var den første tredjepartsinvestering. Ved at bruge disse investeringer byggede virksomheden den første synteseinstallation, Graphetron 1.0, i grundlæggernes hjemland Novosibirsk.
Klatring
At finde købere var en separat vanskelighed.”Det kræver en stor indsats og penge,” klager virksomhedens grundlægger. - Men det er nødvendigt at demonstrere over for en potentiel køber virkningen af nanorør specifikt på hans produkter. Hvordan gør vi det? Vi tager materiale, tilføjer en ti tusindedel af nanorørene og får et helt andet materiale. "
Nanorør fordeles jævnt i materialetog skabe et forstærkende og elektrisk ledende netværk. For eksempel, hvis du tilføjer enkeltvæggede nanorør til det materiale, hvorfra der fremstilles lithium-ion-batterier, begynder det at lede elektrisk strøm bedre, hvilket betyder, at batterierne holder længere opladning.
Det første reklametræk var distribution af gratisprøver til producenter af forskellige materialer. Et gram blev sendt til flere tusinde russiske og udenlandske virksomheder, mange af dem blev interesserede og svarede. Den første CNT blev købt af et koreansk firma for at øge styrken af kompositter og ledende belægninger. OCSiAls ledelse indså, at forfremmelse kun ville være effektiv ved at vise fordelene ved at tilføje enkeltvægsslanger til materialer. Ved siden af Graphetron åbnede virksomheden et prototypecenter, hvor det begyndte at producere forskellige materialer, herunder grafen nanorør.
Dæk ved hjælp af enkeltvægts kulstofrør
Foto med tilladelse fra OCSiAl
For eksempel har virksomhedens forskere udviklet en teknologifremstilling af selvnivellerende gulve med CNT og overført det gratis til produktionsvirksomheder, som følge heraf oprettes 80% af sådanne gulve i Rusland ved hjælp af det. Selvnivellerende gulve lavet af materialer, hvortil der tilsættes enkeltvæggede kulstof-nanorør, har god elektrisk ledningsevne. Desuden ændrer nanorør ikke materialernes farve, deres viskositet og spredningsevne, derfor øges forbruget af materialer til fremstilling af selvnivellerende gulve ikke.
Teknologier til oprettelseglasfiberrør og forstærket asfalt. Tilføjelsen af CNT til harpiksen, hvorfra glasfiber til glasfiberrør er fremstillet, giver materialet en volumetrisk og ensartet ledningsevne, hvilket reducerer risikoen for ulykker i eksplosive industrier (for eksempel i kulindustrien), og rørene bliver 15% stærkere. Asfaltbeton fremstillet af bitumen indeholdende kulstofnanorør bliver 67% mere modstandsdygtig over for spaltning og 67,5% mere modstandsdygtig over for revner.
Oprindeligt blev nanorør produceret i formpulver, men OCSiAl-laboratorier er begyndt at producere koncentrater og suspensioner for lettere tilsætning til materialer. Nu er det andet væsentlige produkt fra OCSiAl TUBALL MATRIX koncentrater og suspensioner indeholdende dispergerede nanorør. Det er ret svært at tilføje pulver med nanorør til materialer og fordele det jævnt over ethvert materiale, og ujævn fordeling vil ikke give effekten af at tilføje CNT. Derfor besluttede OCSiAl-specialister at skabe koncentrater og suspensioner med allerede distribuerede nanorør. Til dette formål blev der udviklet en speciel ultralydsinstallation TUBBOX, som skiftevis anvender mekaniske og ultralydsspredningsmetoder. Mekanisk dispersion producerer homogene blandinger, mens ultralydspredning adskiller bundter af nanorør på nanoskala i individuelle objekter.
0,01% TUBALL tilsat til materialet fordeles jævnt over dets matrix og skaber et tredimensionelt mesh med forstærkende og elektrisk ledende egenskaber.
OCSiAl er primært markedsorienteretlithium-ion-batterier, hvori nanorør tilsættes siliciumanoder, markedet for dæk, asfaltoverflader, kompositter og belægninger. I 2019 blev produkterne købt af det russiske firma Eco Group og tilføjet til asfalt: Ved hjælp af klæbende additiver blev 0,025% nanorør indført i bitumen, og det blev tilføjet til asfaltbeton. En sektion af M4 Don føderale motorvej er blevet lagt med nyt materiale i fremtiden, det er planlagt at lægge vejnettet med en belægning lavet af nanorør.>
Blandt dem, der allerede bruger TUBALL, russiskUnicom-Service-virksomheden, som producerer polyurethanaksler til transportbånd (tilfører 0,3 % af TUBALL MATRIX-koncentratet for antistatiske egenskaber), den kinesiske producent af bor til olieplatforme Orient Energy & Technology Ltd (1,7% af koncentratet tilsættes gummiet for elasticitet af statoren i boremaskiner), russisk producent af glasbeholdere "Ekran" (tilsætter nanorør til væsken til sprøjtning).
I Rusland var der ikke mere end 2% af potentialetkunder, så OCSiAl begyndte at åbne kontorer i USA, Europa og Asien. Nu har virksomheden 600 faste kunder over hele verden, mere end 2.000 virksomheder tester nanorør, mere end 90% af produkterne eksporteres.
Enhjørningen og den nye æra
I 2019 købte A&NN-investeringsgruppen0,5 % aktier og vurderede virksomheden til en mia. Takket være dette kom OCSiAl ind på listen over såkaldte enhjørninger - nye virksomheder, der endnu ikke har overvundet tab, men som allerede har modtaget en markedsværdi på 1 mia.
Anatoly Chubais og Yuri Koropachinsky
Foto med tilladelse fra OCSiAl
Ved åbningen af Graphetron 50 sagde Anatoly Chubais:”OCSiAl skaber en ny æra af menneskelige materialer. Disse er fantastiske egenskaber ved en enkeltvægget kulstofallotrop, som, når den tilsættes til næsten ethvert materiale, kan øge styrke og elektriske egenskaber. Alt, hvad der er gjort i dag, er kun begyndelsen på den vej, som den globale fornyelse af materialer i den virkelige sektor på kloden står på. Da en ung iværksætter, fræk og aggressiv, henvendte sig til mig, så jeg ind i disse ærlige øjne og besluttede, at han kunne opnå dette. "
Virksomheden er i øjeblikket repræsenteret i 45lande i Europa og Asien. Samtidig blev hovedkontoret åbnet i Luxembourg. I 2023 har OCSiAl til hensigt at bygge en reaktor der, der producerer 100 tons om året, samt opbygge reaktorer i alle udviklede lande.
“OCSiAl er faktisk et luxembourgsk firma, -forklarer Yuri. - For at beskytte intellektuel ejendomsret skal du forstå engelsk lovgivning, målrette forbrugere og investorer over hele verden. USA og Europa forbruger 25% af vores produktion, så vi placerer vores produktion tættere på hovedforbrugeren. Derudover ønsker store virksomheder at modtage forsyninger fra forskellige lande. Derfor har vi brug for forskellige placeringer. "
Se også:
— Den nye mutation af COVID-19 inficerer en person 8 gange hurtigere og "ses" ikke af immunsystemet
— Se på kæmpehajen, som led af en lige så kæmpe blæksprutte!
— En kvindes æg kan "vælge" sædceller: dets ejer har intet med det at gøre