OCSiAlהיא החברה היחידה שבבעלותה טכנולוגיה ניתנת להרחבה לסינתזה תעשייתית של גרפן
נובוסיבירסק היא ביתם של מתקני הייצור ומתקני המחקר של החברה, כמו גםאב טיפוס של חומרים וטכנולוגיות המבוססים על ננו-צינוריות גרפן — TUBALL CENTER.
כיום OCSiAl היא חברה גלובלית,פועלים בכל היבשות. סניפים אזוריים פתוחים באירופה, ארה"ב, קוריאה, סין (שנג'ן, שנחאי), הונג קונג ורוסיה, נציגויות במקסיקו, ישראל, יפן, הודו, אוסטרליה, גרמניה ומלזיה. בנוסף למשרדים ולנציגויות משלה, ל-OCSiAl שותפים ומפיצים ב-45 מדינות. OCSiAl מעסיקה יותר מ-450 עובדים מ-16 מדינות. חברת המחקר והפיתוח מעסיקה יותר מ-100 מדענים.
תמונה באדיבות OCSiAl
מ- 500 קילוגרם ל 75 טון
צינורות פחמן חד-קירות משמשים לייצור סוללות ליתיום-יון לטלפונים ניידים וגאדג'טים אחרים, צגי מגע גמישים, צמיגים וחלקי רכב אחרים, רצפות פילוס עצמי, ציוד ספורט, מצברים לרכבים חשמליים ועוד ועוד. אפשר אפילו לומר: הגודל קטן, אך הנוכחות רחבה. צינורות צינורות כאלה קלים פי חמישה מנחושת, חזקים פי מאה מפלדה, עומדים בטמפרטורות של עד 1,000 מעלות צלזיוס, וכשמוסיפים אותם, אפילו בפרופורציות הקטנות ביותר, משפרים את מאפייני החומר. לדוגמה, אם תוסיף 0.001% צינורות חד-דופן לבטון, זה מיד יהפוך לחזק ב -50%.
בשנת 2013, OCSiAl השיקה את הראשון שלהמתקן לייצור של ננו-שפופרות מסוג גרפן בשם Graphetron 1.0. המותג קיבל את השם TUBALL. שנה לאחר מכן, המתקן כבר סינתז 500 ק"ג של ננו-צינורות, ועד שנת 2019, הייצור הגיע ל-25 טון בשנה.
הקמת המתקן הגרפיטרון 50 השניהחל בשנת 2016. בשנת 2019 היא עבדה במצב בדיקה ורק כעת הגיעה לכושר ייצור של 50 טון. OCSiAl יכולה כעת לייצר 75 טונות של צינורות גרפן חד-קירות בשנה. הנפחים המתקבלים הם קולוסאליים, במיוחד בהשוואה לניסיונות זרים לייצר צינורות גרפן. אך לא הכל כל כך פשוט - ישנן מלכודות המסבירות מדוע המתחרים נכשלו.
צינורות גרפןהוא שינוי אלוטרופי של פחמן,שזה יריעות גרפן בעובי אטום אחד המגולגלים לגליל, והצינורות חזקים וגמישים במיוחד. הם מסונתזים בהתקנות בשלוש דרכים:
- באמצעות אלקטרודות גרפיט;
- על ידי אידוי לייזר של יעד גרפיט;
- באמצעות תגובה כימית של גזים - המכילים פחמן ועזר.
הם משמשים במיקרואלקטרוניקה, בייצור פלסטיק, חלקי רכב ובחומרים רבים אחרים.
צינורות פחמן
צילום: wikipedia.org
ניסיון ליצור ייצור המוני של צינורותמגרפן היה אחד הראשונים שקיבל את חברת התרופות הגרמנית באייר. מפעל הפיילוט, שמייצר 60 טון בשנה, הושק בשנת 2007, ובשנת 2010 הושק ייצור מלא, הוא תוכנן לייצר 500 טון בשנה. הצינורות סונתזו על ידי קטליזה מגז המכיל פחמן בטמפרטורות גבוהות, אך התקבלו רק רב קירות - לא גרפן אלא צינורות גרפיט. גרפיט לא היה חזק וגמיש כמו גרפן, והיה קשה ויקר להפריד את הצינורות לשכבות, כך שמוצרי באייר לא היו מבוקשים מאוד, ובשנת 2013 החברה סגרה את הפרויקט.
חברת ארקמה הצרפתית תכננהמייצרים מדי שנה 400 טון צינורות; CNano סיני - 500 טון. כ- 40 ארגונים בעולם ניסו לפתוח ייצור המוני, אך הם לא הצליחו להשיג צינורות חד-קיריים בכל גיליון.
נכון לעכשיו, הם עדיין מיוצרים על ידי חברת זאון היפנית, אך היא מייצרת כטון צינורות בשנה ונמכרת תמורת 10 דולר לקילוגרם.
לדברי יורי קורופצ'ינסקי, החומר דומה לרשת שחורה דביקה. הוא כבד פי 10 מהאוויר וקל פי מאה מהמים. זה חייב להיות באופן מיוחד לא רק מסונתז, אלא גם מועבר. ההתקנה אינה רק כור, אלא מפעל רובוטים שמבצע באופן עצמאי את כל הפעולות. חומר מרוסק מוכן נשלח למיכל נפרד, זה בסוף המחזור.
ארץ הרעיונות, טלפון של אושר ושני מיליון דולר
באמצע שנות האלפיים החליט יורי קורופצ'ינסקיקח הפסקה מהפרויקטים העסקיים הרבים שלו, מכר את כל נכסיו והלך לגור באוסטרליה. הכספים שהתקבלו הספיקו כדי לא לעבוד ולחיות בנוחות, אך בשנת 2006 הוא החליט לחזור לעסקים, כיוון שחשב: אב מובטל הוא דוגמה רעה עבור בנו.
יורי קורופצ'ינסקי- מייסד שותף ונשיא OCSiAl.לפני שהחל את הקריירה העסקית שלו, הוא השתתף במחקר מדעי בתחום הביופיזיקה, ועבד בסניף הסיבירי של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. הוא הקים את חברת ההון סיכון הראשונה שלו בתחילת שנות ה-90. לאחר האקזיט המוצלח של אחד מפרויקטי ההשקעה שלו ב-2004 (יצרנית ציוד חקלאי עם 20 אלף עובדים ומחזור של 230 מיליון דולר), הקים את חברת SM.Group, שהשקיעה בסטארט-אפים מבטיחים בתחום ההיי-טק, ומאז 2012 התמקדה בננו-חומרי פחמן, מה שהוביל ליצירת OCSiAl.
קורופצ'ינסקי אסף את שותפיו העסקיים ב-פרויקטים קודמים - יורי זלבנסקי ואולג קירילוב - ויצאו לנובוסיבירסק. הוא רצה להשקיע בעסק היי-טק. בהשתתפות בישיבת ה- RAS הודיע יורי כי הוא מחפש רעיונות מקוריים.
יורי קורופצ'ינסקי
תמונה באדיבות OCSiAl
עם זאת לרעיון הסופי הצוותיזמים טיילו במשך שלוש שנים. יוצרי העתיד של OCSiAl נפגשו עם מדענים מ -23 מכוני מחקר של נובוסיבירסק, טומסק, קרסנויארסק ואירקוצק. הצוות פנה אל כל מכון וביקש מההנהלה לקבוע פגישה עם מדענים שהיו להם ההמצאות המקוריות ביותר. בפגישות אלה שאלו אנשי עסקים: מה אתה יודע לעשות הכי טוב או מה אף אחד אחר לא יכול לעשות? אם הייתה תשובה ספציפית לשאלה זו, הנושא נדון בהמשך.
אז מחפשי רעיונות שקלו 1,500 אפשרויות,364 פרויקטים בפיזיקה, כימיה וביולוגיה הוקצו, בהם השקיעו מעט כסף כדי ללמוד את היתכנותם ואת השוק הפוטנציאלי שלהם. "היו ביניהם פרויקטים די משעשעים", נזכר יורי קורופצ'ינסקי. - לדוגמא, מדען אחד הציע טלפון של שמחה, היה לו אפילו אישור ממשרד התקשורת של הפדרציה הרוסית. שאלתי איך זה עובד, והוא ענה: "כמו כל הטלפונים הסלולריים, רק כשהם מתחילים לדבר על זה, כולם שמחים." כתוצאה מכך הוצאו 2 מיליון דולר, 12 פרויקטים הוסבו בחברה, אך עדיין אף אחד מהם לא יכול להיקרא באמת ייחודי על ידי יורי.
אקדמאי וננו-צינורות
בשנת 2009, בפגישה הבאה עם המשקיעים במנהל המרכז המדעי הבינלאומי לתרמופיזיקה ואנרגיה של המכון לתרמופיזיקה של הסניף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים מיכאיל פרדטצ'נסקי הגיע לנובוסיבירסק. באותה תקופה הוא יצר טכנולוגיות לחברות IT (HP, Samsung) ותעשיית הגז (AirProducts) במשך 20 שנה. לאותה שאלה לגבי מה שהוא יודע לעשות, ענה מיכאיל: "זהו," והציע לדון אחרת בבעיה: "תגיד לי מה אתה רוצה להשיג, ואעשה טכנולוגיה פורצת דרך."
מיכאיל פרדטצ'נסקי ואנטולי צ'ובייס
תמונה באדיבות OCSiAl
כתוצאה משיחות ארוכות, המדען ו-יזמים החליטו שהם צריכים לעבוד עם המרת חומרים. בדצמבר 2009, במהלך שיחה קבועה על פרויקטים, אמר מיכאיל פרדטצ'נסקי כי הוא יודע ליצור צינורות צינור. הוא אמר בקלות שהם קלים מאוד, אך עמידים ומשפרים את האיכות של חומרים רבים. היה רק מינוס אחד - צינורות פחמן חד-קירות בכמויות קטנות הושגו רק במעבדה, כך שהם היו יקרים מאוד. מייקל הציע לייצר את הצינורות הללו בקנה מידה תעשייתי.
אז בפברואר 2010 נפתחה חברת OCSiAl ויצרה צינורות גרפן על פי הטכניקה של מיכאיל פרדטצ'נסקי.
נקודות שחורות גורלות ושובאיות
פרדטשנסקי החל לייצר שפופרות בפלזמהמחולל, שגם אותו המציא בעצמו. כל הגנרטורים שאיתם עבד בעבר שרפו במהירות את האלקטרודות שלהם. טכנולוגיית הייצור עצמה נותרה סוד מסחרי של OCSiAl. קשה להאשים אותם בכך - התחרות בשוק גבוהה, והחזקת מוצרים ייחודיים מביאה יתרונות גדולים.
מחולל פלזמה- מכשיר טכני שבו נוצרת פלזמה באמצעות זרם חשמלי, והוא משמש לעיבוד חומרים.
למיכאל הרעיון לנסות לעשות זאתאלקטרודות נוזליות מכיוון שהנוזל לא מאייש. הוא שיגר קשת בין האמבטיות בהן היה נמס, המתכת נמסה, השלוליות הסתובבו והקשת נסגרה. כעת הגנרטור עם האלקטרודות הנוזליות יכול לעבוד בכל עת עם כל חומר. זה היה המכשיר הזה שמיכאל פרדטצ'נסקי השתמש בכדי לייצר צינורות גרפן, ששמו הרשמי הוא SWCNT (מתוך צינורות פחמן יחיד קיר פחמן - "צינורות פחמן חד קירות" - "היי טק").
מעבדה OCSiAl
תמונה באדיבות OCSiAl
רשמית, גרפן נחשב פתוח בשנת 2004. המגלים הם הפיזיקאים אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסיולוב, שקיבלו את פרס נובל על כך. אך למעשה, חומר זה נכתב עוד במאה העשרים. בשנת 1952 השיג הפיזיקאי-כימאי ליאוניד רדושקביץ 'תמונות מיקרוסקופיות של צינורות לאחר הסינתזה. ובשנת 1977, גילו מדענים ממכון לקטליזה של הסניף הסיבירי של האקדמיה למדעים של ברית המועצות במהלך ניסויים בזרזי דה-הידרוגנציה גלילי פחמן תחת מיקרוסקופ. בשנת 1991, גילוים של צינורות כאלה נכתב על ידי הפיזיקאי היפני סומיו איג'ימה.
כאמור, תיאור מלא של הטכנולוגיהנשמר בסוד, אך העיקרון הכללי הוא כדלקמן: על המצע בגנרטור נוצרים חלקיקי ננו, שטסים בגז של פחמימנים (מתאן וגזים דומים) המחוממים ל -1,000 מעלות צלזיוס ומעלה. צינור צינור גרפן גדל על כל חלקיקי הננו. הסינתזה מתרחשת בתוך ההתקנה.
הייצור מוגן כפטנט. העיקרון העיקרי בייצור המוני היה להוריד את מחיר המוצרים ל 1-2 $.
צינורות פחמן מרובי קירות מסונתזיםמהיר ופשוט יותר, אך מוליכותם, גמישותם ועוצמתם נמוכים בהרבה מאלה של חד-קירות, מה שאומר שיש להוסיף אותם לחומר בכמויות גדולות: אם מאיות האחוז מהצינורות החד-קירותיות מספיק כדי לשפר את תכונות החומר, ואז צינורות ננו מרובי קירות דורשים כמה עשרות אחוזים. בנוסף התברר שקשה להוסיף צינורות רב שכבתיים לחומרים. הם סבכים של צינורות השזורים היטב, שקשה ויקר להתיר אותם, והאבקה מצינורות לא מצופים לא מעניקה את המוליכות ואת הכוח הדרושים לחומרים, ונרכש מעט. לכן, המתחרים של OCSiAl המייצרים צינורות רב-שכבתיים (באייר, ארקמה ואחרים) נאלצו לצמצם את ייצורם בגלל חוסר הרווחיות שלה.
אנטולי צ'ובאיס
תמונה באדיבות OCSiAl
לסינתזה של החלק הראשון בהתקנה של מיכאילמבשר נותר חודש. היו מעטים מהם - כמה כתמים שחורים על הרקע הלבן של הפילטר, אך מיקרוסקופ מיוחד הראה שמדובר בצינורות חד קירות. בשנתיים הקרובות תרם OCSiAl 20 מיליון דולר לפיתוח, אך נדרשה השקעה רבה יותר, ובשנת 2011 יורי עם מסנן "מנומר" הלך לראש רוסננו, אנטולי צ'ובייס.
צ'ובאיס נכנע לאמון הנציגOCSiAl. רוסנאנו השקיעה 20 מיליון דולר - זו הייתה ההשקעה הראשונה של צד שלישי. באמצעות השקעות אלו בנתה החברה את מתקן הסינתזה הראשון, Graphetron 1.0, במולדת המייסדים נובוסיבירסק.
טיפוס
למצוא קונים היה קושי נפרד."זה לוקח הרבה מאמץ וכסף", מתלונן מייסד החברה. - אך יש צורך להדגים לקונה פוטנציאלי את השפעתן של צינורות הננו במיוחד על מוצריו. איך אנחנו עושים את זה? אנחנו לוקחים את החומר, מוסיפים עשרת אלפים מהצינורות ומקבלים חומר אחר לגמרי. "
צינורות ננו מופצים באופן שווה בחומרוליצור רשת מחזקת ומוליכה חשמלית. לדוגמא, אם מוסיפים צינורות ננו חד קירות לחומר שממנו מיוצרים סוללות ליתיום-יון, הוא מתחיל להוביל זרם חשמלי טוב יותר, מה שאומר שהסוללות מחזיקות טעינה ארוכה יותר.
המהלך הפרסומי הראשון היה הפצת חינםדוגמאות ליצרני חומרים שונים. גרם אחד בכל פעם נשלח לכמה אלפי חברות רוסיות וזרות, רבים התעניינו והגיבו. ה- CNT הראשון נקנה על ידי חברה קוריאנית בכדי להגביר את חוזק המרכיבים והציפויים המוליכים. הנהלת OCSiAl הבינה כי קידום יהיה יעיל רק על ידי הצגת היתרונות של הוספת צינורות קיר בודדים לחומרים. ליד גרפטרון, החברה פתחה מרכז פרוטוטייפ, שם החלה לייצר חומרים שונים הכוללים צינורות ננו גרפיים.
צמיג באמצעות צינורות פחמן בודדים
תמונה באדיבות OCSiAl
לדוגמא, מדענים של החברה פיתחו טכנולוגיהייצור רצפות עם פילוס עצמי עם CNT והועבר לחברות ייצור ללא עלות, כתוצאה מכך, 80% מרצפות כאלה ברוסיה נוצרות באמצעותה. רצפות פילוס עצמי העשויות מחומרים אליהם מתווספות צינורות פחמן חד-דופן בעלות מוליכות חשמלית טובה; יתר על כן, צינורות-ננו אינם משנים את צבע החומרים, את צמיגותם ואת יכולת התפשטותם, ולכן צריכת החומרים בייצור פילוס עצמי. קומות לא גדלות.
הטכנולוגיות ליצירהצינורות פיברגלס ואספלט מחוזק. תוספת CNT לשרף שממנו עשוי פיברגלס לצינורות פיברגלס, מעניקה לחומר מוליכות נפחית ואחידה, המפחיתה את הסיכון לתאונות בתעשיות נפץ (למשל בתעשיית הפחם), והצינורות הופכים ל 15%. יותר חזק. בטון אספלט עשוי ביטומן המכיל צינורות פחמן הופך 67% יותר עמיד בפני חיתוך, ו 67.5% עמיד יותר בפני סדקים.
בתחילה, ננו-צינורות הופקו בצורהאבקה, אך מעבדות OCSiAl החלו לייצר תרכיזים ותרחיפים להוספה קלה יותר לחומרים. כעת המוצר המשמעותי השני של OCSiAl הוא תרכיזים ותרחיפים של TUBALL MATRIX המכילים ננו-צינוריות מפוזרות. די קשה להוסיף אבקה עם ננו-צינורות לחומרים ולפזר אותה באופן שווה על כל חומר, ופיזור לא אחיד לא ייתן את האפקט של הוספת CNT. לכן, מומחי OCSiAl החליטו ליצור תרכיזים ומתלים עם ננו-צינורות שכבר פוזרו. לצורך כך פותחה מתקן אולטראסוני מיוחד TUBBOX, העושה שימוש לסירוגין בשיטות פיזור מכאניות ואולטרסוניות. פיזור מכני מייצר תערובות הומוגניות, בעוד פיזור קולי מפריד צרורות של ננו-צינורות בקנה מידה ננו-לעצמים בודדים.
0.01% מ- TUBALL שנוספו לחומר מופצים באופן שווה על פני המטריצה שלו ויוצרים רשת תלת מימדית עם תכונות מחזקות ומוליכות חשמלית.
OCSiAl מכוונת בעיקר לשוקסוללות ליתיום-יון, שבהן מוסיפים ננו-צינורות לאנודות סיליקון, שוק הצמיגים, משטחי אספלט, חומרים מרוכבים וציפויים. בשנת 2019, המוצרים נרכשו על ידי חברת אקו גרופ הרוסית ונוספו לאספלט: באמצעות תוספים דבקים הוכנסו 0.025% ננו-צינורות לביטומן, והוא הוסיפו לבטון אספלט. קטע מהכביש הפדרלי M4 Don הונח עם חומר חדש בעתיד, מתוכנן להניח את רשת הכבישים עם ציפוי עשוי ננו-צינורות.>
בין אלה שכבר משתמשים ב- TUBALL, רוסיתמיזם Unikom-Service, המייצרת פירי פוליאוריטן לרצועות מסוע (מוסיף 0.3% מתרכיז TUBALL MATRIX למאפיינים אנטי-סטטיים), היצרנית הסינית של מקדחים לאסדות נפט Orient Energy & Technology Ltd (מוסיפה 1.7% מהתרכיז לגומי לאלסטיות של הסטטור במקדחות), יצרנית רוסית של מיכלי זכוכית "Ekran" (מוסיפה ננו-צינורות לנוזל לריסוס).
ברוסיה לא היו יותר מ -2% מהפוטנציאללקוחות, אז OCSiAl החלה לפתוח משרדים בארה"ב, אירופה ואסיה. כעת יש לחברה 600 לקוחות קבועים בכל רחבי העולם, יותר מ -2,000 חברות בודקות צינורות ננו, יותר מ -90% מהמוצרים מיוצאים.
החד קרן והעידן החדש
ב-2019 רכשה קבוצת ההשקעות A&NN0.5% מניות והעריך את העסק במיליארד. הודות לכך, OCSiAl נכנסה לרשימת מה שנקרא unicorns - חברות חדשות שעדיין לא התגברו על הפסדים, אבל כבר קיבלו שווי שוק של מיליארד דולר.
אנטולי צ'ובייס ויורי קורופצ'ינסקי
תמונה באדיבות OCSiAl
בפתיחת הגרפטרון 50 אמר אנטולי צ'ובייס:"OCSiAl יוצר עידן חדש של חומרים אנושיים. אלה הם המאפיינים הפנטסטיים של אלוטרופ פחמן בעל דופן אחת, שכאשר מוסיפים אותו כמעט לכל חומר מגביר את חוזקו ואת תכונותיו החשמליות. כל מה שנעשה היום הוא רק תחילתו של הדרך שעליה עומד החידוש הגלובלי של החומרים במגזר האמיתי. כשיזם צעיר, חצוף ותוקפני, ניגש אליי, הסתכלתי בעיניים הכנות האלה והחלטתי שהוא יכול להשיג את זה ".
החברה מיוצגת כיום ב- 45מדינות אירופה ואסיה. במקביל נפתח המשרד הראשי בלוקסמבורג. בשנת 2023 מתכוונת OCSiAl לבנות שם כור, לייצר 100 טון בשנה, וכן לבנות כורים בכל המדינות המפותחות.
"OCSiAl היא למעשה חברה שבסיסה בלוקסמבורג -מסביר יורי. - כדי להגן על הקניין הרוחני, עליכם להבין את החוק האנגלי, לכוון את הצרכנים והמשקיעים ברחבי העולם. ארה"ב ואירופה צורכות 25% מהייצור שלנו, ולכן אנו ממקמים את הייצור שלנו קרוב יותר לצרכן הראשי. בנוסף, חברות גדולות רוצות לקבל אספקה ממדינות שונות. לכן אנו זקוקים למיקומים שונים. "
ראה גם:
- המוטציה החדשה של COVID-19 מדביקה אדם פי 8 מהר יותר ואינה "נראית" על ידי המערכת החיסונית
— תראו את הכריש הענק, שסבל מדיונון ענק לא פחות!
- ביצית של אישה יכולה "לבחור" זרע: לבעליה אין שום קשר אליה