OCSiAlon ainoa yritys, joka omistaa skaalautuvan teknologian grafeenin teolliseen synteesiin
Yrityksen tuotantolaitokset ja tutkimuskeskus sijaitsevat Novosibirskissä sekä grafeeninanoputkiin perustuvien materiaalien ja tekniikoiden prototyyppien keskus - TUBALL CENTER.
Nykyään OCSiAl on globaali yritys,toimii kaikilla mantereilla. Alueelliset konttorit ovat avoinna Euroopassa, Yhdysvalloissa, Koreassa, Kiinassa (Shenzhen, Shanghai), Hongkongissa ja Venäjällä, edustustot Meksikossa, Israelissa, Japanissa, Intiassa, Australiassa, Saksassa ja Malesiassa. OCSiAlilla on omien toimistojen ja edustustojen lisäksi yhteistyökumppaneita ja jakelijoita 45 maassa. OCSiAl työllistää yli 450 työntekijää 16 maasta. T&K-yhtiö työllistää yli 100 tiedemiestä.
Kuva: OCSiAl
500 kilogrammasta 75 tonniin
Yksiseinäisiä hiilinanoputkia käytetäänlitium-ioni-akkujen valmistus matkapuhelimiin ja muihin laitteisiin, joustaviin kosketusnäytöihin, renkaisiin ja muihin autoosiin, itsestään tasoittuviin lattioihin, urheiluvälineisiin, sähköajoneuvojen akkuihin ja paljon muuta. Voisit jopa sanoa: koko on pieni, mutta läsnäolo on laaja. Tällaiset nanoputket ovat viisi kertaa kevyempiä kuin kupari, 100 kertaa vahvemmat kuin teräs, kestävät jopa 1 000 ° C: n lämpötiloja ja, kun niitä lisätään, jopa pienimmissä osissa, parantavat materiaalin ominaisuuksia. Esimerkiksi, jos lisäät 0,001% yksiseinäisiä nanoputkia betoniin, siitä tulee heti 50% vahvempi.
Vuonna 2013 OCSiAl lanseerasi ensimmäisenGraphetron 1.0 -niminen laitos tällaisten grafeeninanoputkien tuotantoa varten. Tuotemerkki sai nimekseen TUBALL. Vuotta myöhemmin laitos oli syntetisoinut jo 500 kg nanoputkia, ja vuoteen 2019 mennessä tuotanto oli 25 tonnia vuodessa.
Toisen Graphetron 50 -asennuksen rakentaminenaloitettiin vuonna 2016. Vuonna 2019 hän työskenteli testitilassa ja vasta nyt on saavuttanut 50 tonnin tuotantokapasiteetin. OCSiAl voi nyt tuottaa 75 tonnia yksiseinäisiä grafeeninoputkia vuodessa. Saadut määrät ovat valtavia, varsinkin verrattuna ulkomaisiin yrityksiin tuottaa grafeeninoputkia. Mutta kaikki ei ole niin yksinkertaista - on olemassa epäkohtia, jotka selittävät kilpailijoiden epäonnistumisen.
Grafeenin nanoputketon hiilen allotrooppinen muunnos,joka on yhden atomin paksuisia grafeenilevyjä, jotka on valssattu sylinteriksi, ja putket ovat erityisen vahvoja ja joustavia. Ne syntetisoidaan asennuksissa kolmella tavalla:
- grafiittielektrodien käyttö;
- grafiittikohteen laserhöyrystyksellä;
- kaasujen kemiallisen reaktion kautta - hiiltä sisältävät ja apuaineet.
Niitä käytetään mikroelektroniikassa, muovien, autojen osien ja monien muiden materiaalien valmistuksessa.
Hiilinanoputket
Kuva: wikipedia.org
Yritys luoda nanoputkien massatuotantografeenista aloitti saksalaisen lääkeyhtiö Bayerin ensimmäisten joukossa. Pilottitehdas, joka tuottaa 60 tonnia vuodessa, käynnistettiin vuonna 2007, ja vuonna 2010 kokonaistuotanto aloitettiin, sen oli tarkoitus tuottaa 500 tonnia vuodessa. Putket syntetisoitiin katalysoimalla hiiltä sisältävästä kaasusta korkeissa lämpötiloissa, mutta saatiin vain moniseinäisiä - ei grafeeni-, mutta grafiittiputkia. Grafiitti ei ollut yhtä vahva ja joustava kuin grafeeni, ja putkien erottaminen kerrokseksi oli vaikeaa ja kallista, joten Bayer-tuotteilla ei ollut suurta kysyntää, ja vuonna 2013 yritys lopetti projektin.
Ranskalainen yritys Arkema suunnittelituottaa 400 tonnia nanoputkia vuodessa; kiinalainen CNano - 500 tonnia. Noin 40 organisaatiota maailmassa yritti avata massatuotannon, mutta ne eivät saaneet yksiseinäisiä putkia kussakin numerossa.
Tällä hetkellä niitä tuottaa edelleen japanilainen Zeon, mutta se tuottaa noin tonnin putkia vuodessa ja myy 10 dollaria kilolta.
Materiaali on Juri Koropachinskyn mukaan samanlainentahmea musta verkko. Se on 10 kertaa raskaampaa kuin ilma ja 100 kertaa kevyempi kuin vesi. Sen on oltava erityisellä tavalla, ei vain syntetisoitu, vaan myös kuljetettava. Asennus ei ole vain reaktori, vaan robottilaitos, joka suorittaa itsenäisesti kaikki toiminnot. Valmiit murskatut materiaalit lähetetään erilliseen astiaan, se on jakson lopussa.
Ideoiden maa, onnellisuuden puhelin ja 2 miljoonaa dollaria
2000-luvun puolivälissä Juri Koropachinsky päättipidä tauko monista yritysprojekteistaan, myi kaiken omaisuutensa ja meni asumaan Australiaan. Saadut varat riittivat työskentelemiseen ja mukavaan asumiseen, mutta vuonna 2006 hän päätti palata liiketoimintaan, koska hän ajatteli: työttömänä isä on huono esimerkki pojalleen.
Juri Koropachinsky— OCSiAlin perustaja ja puheenjohtaja.Ennen liikeuransa aloittamista hän osallistui tieteelliseen tutkimukseen biofysiikan alalla työskennellen Neuvostoliiton tiedeakatemian Siperian osastolla. Hän perusti ensimmäisen riskipääomayhtiönsä 1990-luvun alussa. Vuonna 2004 onnistuneen irtautumisen jälkeen yhdestä investointiprojektistaan (maatalouslaitteiden valmistaja, jolla on 20 tuhatta työntekijää ja 230 miljoonan dollarin liikevaihto), hän perusti yrityksen SM.Group, joka investoi lupaaviin korkean teknologian startup-yrityksiin ja vuodesta 2012 lähtien. on keskittynyt hiilinanomateriaaleihin, mikä johti OCSiAlin luomiseen.
Koropachinsky kokosi liikekumppaninsaaiemmat projektit - Juri Zelvensky ja Oleg Kirillov - ja menivät Novosibirskiin. Hän halusi sijoittaa korkean teknologian liiketoimintaan. Osallistuessaan RAS-kokoukseen Juri ilmoitti etsivänsä alkuperäisiä ideoita.
Juri Koropachinsky
Kuva: OCSiAl
Lopullinen idea joukkueYrittäjät kävelivät kolme vuotta. Tulevat OCSiAl-suunnittelijat tapasivat 23 tutkijan, Novosibirskin, Tomskin, Krasnojarskin ja Irkutskin tutkimuslaitosten tutkijoita. Kumpikin instituutti osoitti ryhmän johdolle järjestävän tapaamisen tutkijoiden kanssa, joilla oli alkuperäisimmät keksinnöt. Näissä kokouksissa liikemiehet kysyivät: mitä tiedät miten tehdä parhaiten tai mitä kukaan muu ei voi tehdä? Jos tähän kysymykseen löytyi tarkka vastaus, aiheesta keskusteltiin tarkemmin.
Joten ideanhakijat harkitsivat 1500 vaihtoehtoa,Fysiikan, kemian ja biologian hankkeita kohdennettiin 364 kappaletta, joihin sijoitettiin vähän rahaa niiden toteutettavuuden ja potentiaalisten markkinoiden tutkimiseksi. "Heidän joukossaan oli melko huvittavia projekteja", muistelee Juri Koropachinsky. - Esimerkiksi yksi tutkija tarjosi ilopuhelimen, hänellä oli jopa vahvistus Venäjän federaation viestintäministeriöltä. Kysyin miten se toimii, ja hän vastasi: "Kuten kaikki matkapuhelimet, vain kun he alkavat puhua siitä, kaikki ovat iloisia." Seurauksena oli 2 miljoonan dollarin käyttö, 12 projektin muuttamista yrityksessä, mutta Yuri ei kuitenkaan yhdestäkäänkään voinut kutsua niitä yhdestäkään.
Akateemikko ja nanoputket
Vuonna 2009 seuraavassa kokouksessa sijoittajien kanssaVenäjän tiedeakatemian Siperian sivukonttorin Termofysiikan instituutin kansainvälisen tieteellisen termofysiikan ja energian keskuksen johtaja Mihail Predtechensky tuli Novosibirskiin. Siihen mennessä hän oli 20 vuoden ajan luonut teknologioita IT-yrityksille (HP, Samsung) ja kaasuteollisuudelle (AirProducts). Samaan kysymykseen siitä, mitä hän osaa tehdä, Mikhail vastasi: "Siinä se on" ja ehdotti keskustella ongelmasta toisin: "Kerro minulle, mitä haluat saada, ja minä teen läpimurtoteknologian."
Mikhail Predtechensky ja Anatoly Chubais
Kuva: OCSiAl
Pitkien keskustelujen tuloksena tiedemies jayrittäjät päättivät, että heidän on työskenneltävä materiaalien muuntamisessa. Mikhail Predtechensky kertoi joulukuussa 2009 säännöllisestä projektikeskustelusta, että hän tiesi kuinka luoda nanoputkia. Hän kertoi helposti, että ne ovat erittäin kevyitä, mutta kestäviä ja parantavat monien materiaalien laatua. Miinusta oli vain yksi - pienimuotoisia yksiseinäisiä hiilinanoputkia saatiin vain laboratoriossa, joten ne olivat erittäin kalliita. Michael ehdotti näiden putkien tuotantoa teollisessa mittakaavassa.
Joten helmikuussa 2010 avattiin OCSiAl-yritys, joka luo Grafeenin nanoputkia Mikhail Predtechenskyn menetelmällä.
Kohtalokkaita mustia pisteitä ja chubais
Predtechensky alkoi valmistaa putkia plasmassageneraattori, jonka hän myös keksi itse. Kaikki generaattorit, joiden kanssa hän oli aiemmin työskennellyt, polttivat nopeasti elektrodinsa. Itse tuotantotekniikka on edelleen OCSiAlin liikesalaisuus. Heitä on vaikea syyttää tästä - kilpailu markkinoilla on kovaa, ja ainutlaatuisten tuotteiden hallussapito tuo suuria etuja.
Plasmageneraattori- tekninen laite, jossa plasmaa tuotetaan sähkövirralla ja sitä käytetään materiaalien käsittelyyn.
Mikhail sai idean yrittää tehdänestemäiset elektrodit, koska neste ei syöpi. Hän käynnisti kaaren kylpyammeiden välillä, jossa oli sula, metalli sulanut, lätäkät osoittautuivat ja kaari suljettiin. Nyt nestemäisillä elektrodeilla varustettu generaattori voisi toimia milloin tahansa minkä tahansa materiaalin kanssa. Juuri tätä laitetta Mikhail Predtechensky loi grafeenin nanoputkien, joiden virallinen nimi on SWCNT (englanninkielisistä yksiseinäisistä hiilinanoputkista - ”yksiseinäiset hiilinanoputket” - ”High Tech”).
Laboratorio OCSiAl
Kuva: OCSiAl
Virallisesti grafeenia pidetään avoimena vuonna 2004. Löytäjät ovat fyysikot Andrei Geim ja Konstantin Novosyolov, jotka saivat siitä Nobel-palkinnon. Mutta itse asiassa tämä aine kirjoitettiin jo 1900-luvulla. Vuonna 1952 fyysikko-kemisti Leonid Radushkevich sai synteesin jälkeen mikroskooppikuvat nanoputkista. Ja vuonna 1977 Neuvostoliiton tiedeakatemian Siperian sivukonttorin katalyytin instituutin tutkijat dehydrauskatalyyteillä tehdyissä kokeissa löysivät hiilisylinterit mikroskoopin alla. Vuonna 1991 japanilainen fyysikko Sumio Iijima kirjoitti sellaisten nanoputkien löytämisestä.
Kuten jo mainittiin, täydellinen kuvaus tekniikastapidetään salassa, mutta yleinen periaate on tämä: generaattorin substraatissa muodostuu nanohiukkasia, jotka lentävät hiilivetyjen (metaani ja vastaavat kaasut) kaasussa, joka on kuumennettu vähintään 1 000 ° C: seen. Jokaisessa nanohiukkasessa kasvaa grafeeniniputki. Synteesi tapahtuu asennuksen sisällä.
Tuotanto on patentoitu. Massatuotannon pääperiaatteena oli alentaa tuotteiden hinta 1-2 dollariin.
Moniseinäiset hiilinanoputket syntetisoidaannopeampaa ja helpompaa, mutta niiden johtavuus, joustavuus ja lujuus ovat paljon pienemmät kuin yksiseinäisillä, mikä tarkoittaa, että niitä on lisättävä materiaaliin suurina määrinä: jos sadan prosentin prosenttiyksiköt yksiseinäisistä nanoputkista riittävät parantamaan materiaalin ominaisuuksia, niin moniseinäiset vaativat useita kymmeniä prosentteja. Lisäksi kävi ilmi, että monikerroksisten putkien lisääminen materiaaleihin on vaikeaa. Ne ovat tiukasti sidottujen putkien sormuksia, joiden purkaminen on vaikeaa ja kallista, ja puristettujen putkien jauhe ei anna materiaaleille tarvittavaa johtavuutta ja lujuutta, eikä sitä ole ostettu paljon. Tämän vuoksi monikerroksisia putkia valmistavan OCSiAlin kilpailijat (Bayer, Arkema ja muut) pakotettiin rajoittamaan tuotantoa sen kannattavuuden takia.
Anatoly Chubais
Kuva: OCSiAl
Ensimmäisen osan synteesistä Michaelin asennuksessaForerunner lähti kuukauteen. Ne osoittautuivat melko vähän - muutama musta pilkku suodattimen valkoisella taustalla, mutta erityinen mikroskooppi osoitti, että nämä ovat yksiseinäisiä putkia. Kahden seuraavan vuoden aikana OCSiAl osallistui kehitykseen 20 miljoonaa dollaria, mutta tarvittiin laajempia investointeja, ja vuonna 2011 Juri “täplikäs” suodatin meni Rusnanon päällikölle, Anatoli Chubaisille.
Chubais antoi periksi edustajan luottamukselleOCSiAl. Rusnano sijoitti 20 miljoonaa dollaria - tämä oli ensimmäinen kolmannen osapuolen sijoitus. Näillä investoinneilla yhtiö rakensi ensimmäisen synteesiasennuksen, Graphetron 1.0:n, perustajien kotimaahan Novosibirskiin.
kiipeily
Erillinen vaikeus oli ostajien löytäminen. "Se vie paljon vaivaa ja rahaa", valittaa yrityksen perustaja. - Mutta on tarpeen osoittaa potentiaaliselle ostajalle nanoputkien vaikutus erityisesti sen tuotteisiin. Kuinka teemme sen? Otamme materiaalin, lisäämme kymmenentuhannen osan nanoputkista ja saamme aivan toisenlaisen materiaalin. "
Nanoputket jakautuvat materiaalissa tasaisestija luoda vahvistava ja johtava verkko. Esimerkiksi, jos lisäät yksiseinäisiä nanoputkia materiaaliin, josta litium-ioniakkuja valmistetaan, se alkaa johtaa parempaa sähkövirtaa, mikä tarkoittaa, että paristot kestävät pidempään.
Ensimmäinen mainosmuutos oli ilmaisen lähetysnäytteet eri materiaalien valmistajille. Yksi gramma lähetettiin useille tuhansille venäläisille ja ulkomaisille yrityksille, monet kiinnostuivat ja vastasivat. Ensimmäinen CNT: n osti korealainen yritys lisätäkseen komposiittien ja johtavien päällysteiden lujuutta. OCSiAl-johtajat tajusivat, että ylennys olisi tehokasta vain, jos he osoittaisivat, mikä tulos on yksiseinäisten putkien lisäämisestä materiaaleihin. Graphetronin vieressä yritys avasi prototyyppikeskuksen, jossa se alkoi tuottaa erilaisia materiaaleja, mukaan lukien grafeeninoputket.
Yksiseinäinen hiilirengasrengas
Kuva: OCSiAl
Esimerkiksi yrityksen tutkijat ovat kehittäneet tekniikanitsetasaavien lattioiden tuottaminen CNT: llä ja siirtänyt ne ilmaiseksi valmistusyrityksille, minkä seurauksena 80% tällaisista lattiasta Venäjällä luodaan sitä käyttämällä. Itsetasoittuvilla lattiamateriaaleilla, joihin on lisätty yksiseinäisiä hiilinanoputkia, on hyvä sähkönjohtavuus, lisäksi nanoputket eivät muuta materiaalien väriä, niiden viskositeettia ja levitettävyyttä, joten materiaalien kulutus itsetasoittuvien lattioiden valmistuksessa ei kasva.
Teknologiat luomiseenlasikuituputket ja vahvistettu asfaltti. CNT: n lisääminen hartsiin, josta lasikuituputkien lasikuitua valmistetaan, antaa materiaalille tilavan ja tasaisen johtavuuden, mikä vähentää räjähdysteollisuuden (esimerkiksi hiiliteollisuuden) onnettomuuksien riskiä ja putket vahvistuvat 15%. Hiilinanoputkista valmistetusta bitumista valmistetusta asfalttibetonista tulee 67% kestävämpi uurteelle ja 67,5% säröille.
Aluksi nanoputkia valmistettiin muodossajauheena, mutta OCSiAl-laboratoriot ovat alkaneet valmistaa konsentraatteja ja suspensioita materiaaleihin lisäämisen helpottamiseksi. Nyt toinen merkittävä OCSiAlin tuote on TUBALL MATRIX -konsentraatit ja -suspensiot, jotka sisältävät dispergoituja nanoputkia. Nanoputkien jauhetta on melko vaikea lisätä materiaaleihin ja jakaa tasaisesti minkä tahansa materiaalin päälle, eikä epätasainen jakautuminen anna CNT:n lisäämisen vaikutusta. Siksi OCSiAl-asiantuntijat päättivät luoda tiivisteitä ja suspensioita jo jaetuista nanoputkista. Tätä tarkoitusta varten kehitettiin erityinen ultraääniasennus TUBBOX, jossa käytetään vuorotellen mekaanisia ja ultraäänidispersiomenetelmiä. Mekaaninen dispersio tuottaa homogeenisia seoksia, kun taas ultraäänidispersio erottaa nanoputkikimput nanomittakaavassa yksittäisiksi esineiksi.
Materiaaliin lisätty 0,01% TUBALL jakautuu tasaisesti matriisiinsa ja luo kolmiulotteisen verkon, jolla on lujittavat ja sähköä johtavat ominaisuudet.
OCSiAl on ensisijaisesti markkinasuuntautunutlitiumioniakut, joissa nanoputkia lisätään piianodeihin, renkaiden, asfalttipintojen, komposiittien ja pinnoitteiden markkinat. Vuonna 2019 tuotteet osti venäläinen Eco Group ja ne lisättiin asfalttiin: liiman lisäaineilla bitumiin lisättiin 0,025 % nanoputkia ja sitä lisättiin asfalttibetoniin. M4 Donin liittovaltion valtatien osa on rakennettu tulevaisuudessa uudella materiaalilla, tieverkosto suunnitellaan nanoputkista tehdyllä pinnoitteella.>
Niiden joukossa, jotka jo käyttävät TUBALLia, venäjäUnikom-Service-yritys, joka valmistaa polyuretaanikseleitä kuljetinhihnoille (lisää 0,3 % TUBALL MATRIX -tiivistettä antistaattisten ominaisuuksien vuoksi), kiinalainen öljynporauslautojen poranterän valmistaja Orient Energy & Technology Ltd (lisää 1,7 % tiivisteestä kumiin porauskoneen staattorin elastisuuden vuoksi), venäläinen lasisäiliöiden valmistaja "Ekran" (lisää nanoputkia ruiskutettavaan nesteeseen).
Venäjällä potentiaalista ei ollut yli 2%asiakkaita, joten OCSiAl aloitti toimistojen avaamisen Yhdysvalloissa, Euroopassa ja Aasiassa. Nyt yrityksellä on 600 vakioasiakasta ympäri maailmaa, yli 2000 yritystä testaa nanoputkia, yli 90% tuotteista viedään.
Yksisarvinen ja uusi aikakausi
Vuonna 2019 A&NN-sijoitusryhmä osti0,5 % osakkeista ja arvioi liiketoiminnan arvoksi miljardia. Tämän ansiosta OCSiAl pääsi ns. yksisarvisten luetteloon - uusiin yrityksiin, jotka eivät ole vielä selvinneet tappioista, mutta ovat jo saaneet miljardin dollarin markkina-arvon.
Anatoly Chubais ja Juri Koropachinsky
Kuva: OCSiAl
Graphetron 50: n avajaisissa Anatoly Chubais kertoi: ”OCSiAl luo uuden aikakauden ihmisen materiaaleista. Nämä ovat yksiseinäisen hiilen allotroopin fantastiset ominaisuudet, jotka, kun niitä lisätään melkein mihin tahansa materiaaliin, voivat lisätä lujuutta ja sähköisiä ominaisuuksia. Kaikki tänään tehty on vasta alku polulle, jolla maapallon reaalisektorin materiaalien maailmanlaajuinen uusiminen seisoo. Kun nuori yrittäjä, epämääräinen ja aggressiivinen, otti minuun yhteyttä, katsoin nuo rehelliset silmät ja päätin, että hän voisi saavuttaa tämän. "
Yhtiö on tällä hetkellä edustettuna 45: ssäEuroopan ja Aasian maat. Samanaikaisesti pääkonttori avattiin Luxemburgissa. Vuoteen 2023 mennessä OCSiAl aikoo rakentaa sinne reaktorin, joka tuottaa 100 tonnia vuodessa, sekä rakentaa reaktoreita kaikkiin kehittyneisiin maihin.
"OCSiAl on oikeastaan Luxemburgin yritys, -selittää Juri. - Immateriaalioikeuksien suojaamiseksi sinun on ymmärrettävä Englannin laki, kohdistettava kuluttajiin ja sijoittajiin ympäri maailmaa. USA ja Eurooppa kuluttavat 25% tuotannostamme, joten sijoitamme tuotantomme lähemmäksi pääasiakkaata. Lisäksi suuret yritykset haluavat vastaanottaa toimituksia eri maista. Siksi tarvitsemme erilaisia paikkoja. "
Katso myös:
- COVID-19:n uusi mutaatio tartuttaa ihmistä 8 kertaa nopeammin, eikä immuunijärjestelmä "näe" sitä
— Katsokaa jättimäistä haita, joka kärsi yhtä jättimäisestä kalmarista!
- Naisen munasolu voi "valita" siittiöitä: sen omistajalla ei ole mitään tekemistä sen kanssa