OCSiAlje jedina tvrtka koja posjeduje skalabilnu tehnologiju za industrijsku sintezu grafena
Proizvodni pogoni i istraživačka baza tvrtke nalaze se u Novosibirsku, kao i centar za izradu prototipova materijala i tehnologija temeljenih na grafenskim nanocjevčicama - TUBALL CENTER.
Danas je OCSiAl globalna tvrtka,djeluju na svim kontinentima. Regionalne podružnice otvorene su u Europi, SAD-u, Koreji, Kini (Shenzhen, Šangaj), Hong Kongu i Rusiji, predstavništva u Meksiku, Izraelu, Japanu, Indiji, Australiji, Njemačkoj i Maleziji. Osim vlastitih ureda i predstavništava, OCSiAl ima partnere i distributere u 45 zemalja. OCSiAl zapošljava više od 450 zaposlenika iz 16 zemalja. R&D tvrtka zapošljava više od 100 znanstvenika.
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Od 500 kilograma do 75 tona
Koriste se jednostruke ugljične nanocijeviproizvodnja litij-ionskih baterija za mobilne telefone i druge uređaje, fleksibilnih zaslona osjetljivih na dodir, guma i ostalih dijelova automobila, samorazlivajućih podova, sportske opreme, baterija za električna vozila i još mnogo toga. Možete čak reći: veličina je mala, ali prisutnost je široka. Te su nanocijevi pet puta lakše od bakra, 100 puta jače od čelika, podnose temperature do 1.000 ° C i, kada se dodaju i u najmanjim omjerima, poboljšavaju performanse materijala. Na primjer, ako betonu dodate 0,001% jednostrukih nanocijevi, on odmah postaje 50% jači.
Godine 2013. OCSiAl je lansirao svoj prvipostrojenje za proizvodnju takvih grafenskih nanocijevi nazvano Graphetron 1.0. Marka je nazvana TUBALL. Godinu dana kasnije, postrojenje je već sintetiziralo 500 kg nanocijevi, a do 2019. proizvodnja je dosegla 25 tona godišnje.
Izgradnja drugog postrojenja Graphetron 50započela 2016. godine. U 2019. godini radio je u testnom načinu i tek je sada dostigao proizvodni kapacitet od 50 tona. OCSiAl sada može proizvesti 75 tona jednoslojnih nanocijevi grafena godišnje. Količine su kolosalne, osobito u usporedbi s inozemnim pokušajima proizvodnje nanocijevi grafena. No, nije sve tako jednostavno - postoje zamke koje objašnjavaju zašto natjecatelji nisu uspjeli.
Grafenske nanocijevije alotropska modifikacija ugljika,koji su listovi grafena debljine jednog atoma smotani u cilindar, a cijevi su posebno čvrste i savitljive. U instalacijama se sintetiziraju na tri načina:
- pomoću grafitnih elektroda;
- laserskim isparavanjem grafitne mete;
- kroz kemijsku reakciju plinova - koji sadrže ugljik i pomoćnih.
Koriste se u mikroelektronici, u proizvodnji plastike, automobilskih dijelova i mnogih drugih materijala.
Ugljične nanocijevi
Foto: wikipedia.org
Pokušaj stvaranja masovne proizvodnje nanocijeviod grafena jedna je od prvih koju je izradila njemačka farmaceutska tvrtka Bayer. Pilot postrojenje, koje proizvodi 60 tona godišnje, pušteno je u rad 2007., a 2010. započela je puna proizvodnja, planirano je proizvesti 500 tona godišnje. Cijevi su sintetizirane katalizom iz plina koji sadrži ugljik na visokim temperaturama, ali dobivene su samo višeslojne cijevi - ne grafenske, već grafitne cijevi. Grafit nije bio tako jak niti fleksibilan kao grafen, a rezanje cijevi na slojeve bilo je teško i skupo, tako da Bayerovi proizvodi nisu bili u velikoj potražnji, a tvrtka je projekt zatvorila 2013. godine.
Francuska tvrtka Arkema planirala jeza proizvodnju 400 tona nanocijevi godišnje, kineski CNano - 500 tona. Oko 40 organizacija u svijetu pokušalo je otvoriti masovnu proizvodnju, ali nisu uspjeli dobiti jednostruke cijevi u svakom izdanju.
Trenutno ih još uvijek proizvodi japanska tvrtka Zeon, ali proizvodi oko tonu cijevi godišnje i prodaje se za 10 dolara po kilogramu.
Prema Juriju Koropačinskom, materijal je sličanljepljiva crna mreža. 10 puta je teži od zraka i 100 puta lakši od vode. Ne mora se samo sintetizirati na poseban način, već i transportirati. Instalacija nije samo reaktor, već postrojenje robota koje samostalno izvodi sve operacije. Gotov usitnjeni materijal šalje se u zasebni spremnik, na kraju je ciklusa.
Zemlja ideja, telefon sreće i 2 milijuna dolara
Sredinom 2000-ih odlučio je Jurij Koropačinskipredahnuo od mnogih poslovnih projekata, prodao svu imovinu i otišao živjeti u Australiju. Dobivena sredstva bila su dovoljna da se ne radi i da se ugodno živi, no 2006. odlučio se vratiti poslu, jer je smatrao: otac koji ne radi loš je primjer za njegovog sina.
Jurij Koropačinski— suosnivač i predsjednik OCSiAl-a.Prije početka poslovne karijere sudjelovao je u znanstvenim istraživanjima na području biofizike, radeći u Sibirskom ogranku Akademije znanosti SSSR-a. Svoju prvu tvrtku rizičnog kapitala osnovao je početkom 1990-ih. Nakon uspješnog izlaska iz jednog od svojih investicijskih projekata 2004. (proizvođač poljoprivrednih strojeva s 20 tisuća zaposlenih i prometom od 230 milijuna dolara), osnovao je tvrtku SM.Group koja je ulagala u perspektivne visokotehnološke startupove, a od 2012. se usredotočio na ugljikove nanomaterijale, što je dovelo do stvaranja OCSiAl.
Koropachinsky je okupio svoje poslovne partnerena prethodne projekte - Jurij Zelvenski i Oleg Kirillov - i otišao u Novosibirsk. Želio je početi ulagati u posao visoke tehnologije. Tijekom sudjelovanja na sastanku RAS-a, Jurij je objavio da traži originalne ideje.
Jurij Koropačinski
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Međutim, do konačne ideje, zapovijedpoduzetnici su nastavili tri godine. Budući tvorci OCSiAl susreli su se sa znanstvenicima iz 23 istraživačka instituta u Novosibirsku, Tomsku, Krasnojarsku i Irkutsku. Kontaktirajući svaku instituciju, tim je zatražio od uprave da dogovori sastanak sa znanstvenicima koji su imali najoriginalnije izume. Na tim sastancima gospodarstvenici su pitali: što možete učiniti bolje od bilo koga drugog ili što nitko drugi ne može? Ako je na ovo pitanje postojao konkretan odgovor, o toj se temi dalje raspravljalo.
Dakle, tragači za idejama pogledali su 1500 mogućnosti,dodijelili su 364 projekta iz fizike, kemije i biologije, u koje su uložili nešto novca kako bi proučili njihovu izvedivost i potencijalno tržište. "Među njima je bilo nekoliko prilično smiješnih projekata", prisjeća se Yuri Koropachinsky. - Primjerice, jedan je znanstvenik ponudio telefon radosti, čak je imao i potvrdu Ministarstva komunikacija Ruske Federacije. Pitao sam kako to funkcionira, a on je odgovorio: "Baš kao i svi mobiteli, tek kad počnu razgovarati na njemu, svi su sretni." Kao rezultat, potrošeno je 2 milijuna dolara, u tvrtki je transformirano 12 projekata, ali Jurij još uvijek nije mogao nazvati niti jednog od njih uistinu jedinstvenim.
Akademik i nanocijevi
2009. godine, na sljedećem sastanku s investitorima uDirektor Međunarodnog znanstvenog centra za termofiziku i elektroenergetiku Instituta za termofiziku sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti Mihail Predtečenjski došao je u Novosibirsk. U to je vrijeme već 20 godina stvarao tehnologije za IT tvrtke (HP, Samsung) i plinsku industriju (AirProducts). Na isto pitanje o tome što može učiniti, Mihail je odgovorio: "To je to" i predložio da se o problemu razgovara drugačije: "Reci mi što želiš dobiti, i napravit ću revolucionarnu tehnologiju."
Mihail Predtečenjski i Anatolij Čubajs
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Kao rezultat dugih razgovora, znanstvenik ipoduzetnici su zaključili da trebaju raditi na transformaciji materijala. U prosincu 2009., tijekom drugog razgovora o projektima, Mihail Predtečenjski rekao je da je znao kako stvarati nanocijevi. Rado je otkrio da su vrlo lagani, ali izdržljivi i poboljšavaju kvalitetu mnogih materijala. Bio je samo jedan nedostatak - jednostruke ugljične nanocijevi dobivene su u malim količinama samo u laboratoriju, pa su bile vrlo skupe. Mihail je predložio proizvodnju tih cijevi u industrijskim razmjerima.
Tako je u veljači 2010. otvorena tvrtka OCSiAl koja stvara nanocijevi grafena prema metodi Mihaila Predtečenjskog.
Sudbonosne crne točkice i Chubais
Predtechensky je počeo proizvoditi cijevi u plazmigenerator, koji je također sam izumio. Svim generatorima s kojima je prije radio brzo su izgorjele elektrode. Sama proizvodna tehnologija ostaje poslovna tajna tvrtke OCSiAl. Teško ih je za to kriviti - konkurencija na tržištu je velika, a posjedovanje jedinstvenih proizvoda donosi veliku korist.
Generator plazme- tehnički uređaj u kojem se električnom strujom stvara plazma, a služi za obradu materijala.
Mihail je došao na ideju da pokuša napravititekuće elektrode, jer tekućina ne korodira. Lansirao je luk između kupki, u kojem je bila talina, metal se rastopio, ispale lokve i luk je bio zatvoren. Sada bi generator s tekućim elektrodama mogao raditi bilo kada s bilo kojim materijalom. Upravo je ovaj uređaj Mihail Predtechensky koristio za stvaranje nanocijevi grafena, čiji je službeni naziv SWCNT (od engleskog jednostrukog ugljičnog nanocijevi).
OCSiAl laboratorij
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Grafen se službeno smatra otvorenim 2004. godine.Pioniri su bili fizičari Andrei Geim i Konstantin Novoselov, koji su za to dobili Nobelovu nagradu. Ali zapravo, o ovoj su tvari pisali još u XX. Stoljeću. 1952. godine fizičar i kemičar Leonid Raduškevič dobio je mikroskopske slike nanocijevi nakon sinteze. A 1977. godine znanstvenici Instituta za katalizu sibirskog ogranka Akademije znanosti SSSR-a, tijekom pokusa s katalizatorima dehidrogenacije, otkrili su ugljikove cilindre pod mikroskopom. Japanski fizičar Sumio Iijima 1991. godine napisao je o otkriću takvih nanocijevi.
Kao što je već spomenuto, cjelovit opis tehnologijedrži se u tajnosti, ali općenito je načelo sljedeće: nanočestice nastaju na podlozi u generatoru, leteći u plinu iz ugljikovodika (metana i sličnih plinova) zagrijanih na 1000 ° C i više. Na svakoj nanočestici raste nanocijev grafena. Sinteza se odvija unutar instalacije.
Proizvodnja je patentirana. Glavno načelo masovne proizvodnje bilo je smanjiti cijenu proizvoda na 1-2 dolara.
Sintetiziraju se višeslojne ugljične nanocijevibrži i jednostavniji, ali njihova vodljivost, fleksibilnost i čvrstoća znatno su niži od jednoslojnih, što znači da ih treba dodavati u materijal u velikim količinama: ako su stotinke postotka jednoslojnih nanocijevi dovoljno da se poboljšaju svojstva materijala, tada višeslojne nanocijevi zahtijevaju nekoliko desetaka posto. Osim toga, pokazalo se da je teško dodati višeslojne cijevi u materijale. Riječ je o spletima čvrsto isprepletenih cijevi, koje je teško i skupo raspletiti, a prah iz nenamotanih cijevi ne daje potrebnu vodljivost i čvrstoću materijalima, a malo je kupljeno. Stoga su konkurenti OCSiAla, proizvodeći višeslojne cijevi (Bayer, Arkema i drugi), morali smanjiti svoju proizvodnju zbog njegove nerentabilnosti.
Anatolij Čubajs
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Za sintezu prvog dijela u Mihailovoj instalacijiPreteča još mjesec dana. Bilo ih je vrlo malo - nekoliko crnih mrlja na bijeloj pozadini filtra, ali poseban je mikroskop pokazao da su to cijevi s jednim zidom. U sljedeće dvije godine OCSiAl je razvoju pridonio 20 milijuna dolara, ali bilo je potrebno više ulaganja, a 2011. je Jurij s "pjegavim" filterom otišao na čelo Rusnana Anatolija Čubaisa.
Chubais je popustio povjerenju predstavnikaOCSiAl. Rusnano je uložio 20 milijuna dolara - ovo je bilo prvo ulaganje treće strane. Koristeći ta ulaganja, tvrtka je izgradila prvu instalaciju za sintezu, Graphetron 1.0, u domovini osnivača, Novosibirsku.
Penjanje
Pronalaženje kupaca bila je zasebna poteškoća."Potrebno je puno truda i novca", žali se osnivač tvrtke. - Ali potrebno je potencijalnom kupcu pokazati učinak nanocijevi posebno na njegove proizvode. Kako to radimo? Uzmemo materijal, dodamo desettisućiti dio nanocijevi i dobijemo potpuno drugačiji materijal. "
Nanocijevi su ravnomjerno raspoređene u materijalui stvoriti ojačavajuću i električno provodljivu mrežu. Na primjer, ako materijalu od kojeg su izrađene litij-ionske baterije dodate jednoslojne nanocijevi, on počinje bolje provoditi električnu struju, što znači da baterije dulje drže naboj.
Prvi reklamni potez bila je distribucija besplatnoguzorci proizvođačima različitih materijala. Po jedan gram slao se nekoliko tisuća ruskih i stranih tvrtki, mnogi su bili zainteresirani i odazivali su se. Prvi CNT kupila je korejska tvrtka kako bi povećala čvrstoću kompozita i vodljivih premaza. Uprava OCSiAla shvatila je da bi promocija bila učinkovita samo pokazivanjem prednosti dodavanja jednostrukih cijevi u materijale. U susjedstvu Graphetrona, tvrtka je otvorila centar za izradu prototipova, gdje je počela proizvoditi razne materijale, uključujući grafenske nanocijevi.
Gume pomoću jednostrukih karbonskih cijevi
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Primjerice, znanstvenici tvrtke razvili su tehnologijuproizvodnja samorazlivajućih podova CNT-om i besplatno ga prebacila na proizvodne tvrtke, što rezultira time da se 80% takvih podova u Rusiji stvara pomoću njega. Samorazlivajući podovi izrađeni od materijala kojima se dodaju jednoslojne ugljične nanocijevi imaju dobru električnu vodljivost, štoviše, nanocijevi ne mijenjaju boju materijala, njihovu viskoznost i mazivost, dakle, potrošnja materijala u proizvodnji samonivelirajućih podovi se ne povećavaju.
Tehnologije za stvaranjecijevi od stakloplastike i ojačani asfalt. Dodatak CNT smoli od koje se izrađuje stakloplastika za cijevi od stakloplastike, daje materijalu volumetričnu i jednoliku vodljivost, što smanjuje rizik od nezgoda u eksplozivnoj industriji (na primjer u industriji ugljena), a cijevi postaju 15% jači. Asfaltni beton izrađen od bitumena koji sadrže ugljikove nanocijevi postaje 67% otporniji na rutiranje i 67,5% otporniji na pucanje.
U početku su se nanocijevi proizvodile u oblikupraška, ali su OCSiAl laboratoriji počeli proizvoditi koncentrate i suspenzije za lakše dodavanje materijalima. Sada su drugi značajan proizvod OCSiAl-a TUBALL MATRIX koncentrati i suspenzije koje sadrže dispergirane nanocijevi. Prilično je teško dodati prah s nanocjevčicama materijalima i ravnomjerno ga rasporediti po bilo kojem materijalu, a neravnomjerna raspodjela neće dati učinak dodavanja CNT-a. Stoga su OCSiAl stručnjaci odlučili stvoriti koncentrate i suspenzije s već raspoređenim nanocjevčicama. U tu svrhu razvijena je posebna ultrazvučna instalacija TUBBOX koja naizmjenično koristi mehaničke i ultrazvučne metode disperzije. Mehanička disperzija proizvodi homogene smjese, dok ultrazvučna disperzija razdvaja snopove nanocijevi na nanoskali u pojedinačne objekte.
0,01% TUBALL-a dodanog materijalu ravnomjerno se raspoređuje po njegovoj matrici i stvara trodimenzionalnu mrežu s ojačavajućim i električno provodljivim svojstvima.
OCSiAl je prvenstveno tržišno orijentiranlitij-ionske baterije, u kojima se nanocijevi dodaju silicijskim anodama, tržište guma, asfaltnih površina, kompozita i premaza. U 2019. proizvode je kupila ruska tvrtka Eco Group i dodala ih u asfalt: pomoću ljepljivih aditiva u bitumen je uneseno 0,025% nanocijevi, a on je dodan u asfaltbeton. Dionica federalne autoceste M4 Don postavljena je novim materijalom, au budućnosti se planira polaganje cestovne mreže premazom od nanocijevi.>
Među onima koji već koriste TUBALL, ruskipoduzeće Unicom-Service, koje proizvodi poliuretanske osovine za transportne trake (dodaje 0,3% TUBALL MATRIX koncentrata za antistatičke karakteristike), kineski proizvođač svrdla za naftne platforme Orient Energy & Technology Ltd (1,7% koncentrata se dodaje gumi za elastičnost statora u bušilicama), ruski proizvođač staklenih posuda "Ekran" (dodaje nanocijevi u tekućinu za prskanje).
U Rusiji nije bilo više od 2% potencijalakupcima, pa je OCSiAl počeo otvarati urede u SAD-u, Europi i Aziji. Sada tvrtka ima 600 stalnih kupaca po cijelom svijetu, više od 2.000 tvrtki testira nanocijevi, više od 90% proizvoda se izvozi.
Jednorog i novo doba
Godine 2019. kupila je A&NN investicijska grupa0,5% dionica i procijenio poslovanje na milijardu kuna. Zahvaljujući tome, OCSiAl je ušao na popis takozvanih jednoroga - novih tvrtki koje još nisu prebrodile gubitke, ali su već dobile tržišnu procjenu od milijardu dolara.
Anatolij Čubajs i Jurij Koropačinski
Fotografija ljubaznošću OCSiAl
Na otvaranju Graphetrona 50, Anatolij Čubajs rekao je:“OCSiAl stvara novu eru ljudskih materijala. Ovo su fantastična svojstva alotropa s jednostrukim zidovima, koja se dodavanjem gotovo bilo kojem materijalu, povećava čvrstoću i električna svojstva. Sve što je danas učinjeno, samo je početak puta na kojem stoji globalna obnova materijala u realnom sektoru na svijetu. Kad mi se približio mladi poduzetnik, drzak i agresivan, pogledao sam u te iskrene oči i zaključio da to može postići. "
Tvrtka je trenutno zastupljena u 45zemlje Europe i Azije. Istodobno je otvoreno sjedište u Luksemburgu. Do 2023. godine OCSiAl namjerava tamo graditi reaktor koji proizvodi 100 tona godišnje, kao i graditi reaktore u svim razvijenim zemljama.
“OCSiAl je zapravo tvrtka sa sjedištem u Luksemburgu -objašnjava Jurij. - Da biste zaštitili intelektualno vlasništvo, morate razumjeti engleski zakon, ciljati potrošače i investitore širom svijeta. SAD i Europa troše 25% naše proizvodnje, pa svoju proizvodnju stavljamo bliže glavnom potrošaču. Uz to, velike tvrtke žele primati zalihe iz različitih zemalja. Stoga su nam potrebna različita mjesta. "
Pogledajte i:
— Nova mutacija COVID-19 inficira čovjeka 8 puta brže i imunološki sustav je ne "vidi"
— Pogledajte divovskog morskog psa koji je stradao od isto tako goleme lignje!
— Ženska jajna stanica može "odabrati" spermu: njezin vlasnik nema ništa s tim