OCSiAlyra vienintelė įmonė, kuriai priklauso keičiamo dydžio grafeno pramoninės sintezės technologija
Novosibirske yra įmonės gamybos įrenginiai ir mokslinių tyrimų įrenginiai, taip patMedžiagų ir technologijų, pagrįstų grafeno nanovamzdeliais, prototipų kūrimas — TUBALL CENTER.
Šiandien OCSiAl yra pasaulinė įmonė,veikia visuose žemynuose. Regioniniai filialai veikia Europoje, JAV, Korėjoje, Kinijoje (Šendženas, Šanchajus), Honkonge ir Rusijoje, atstovybės Meksikoje, Izraelyje, Japonijoje, Indijoje, Australijoje, Vokietijoje ir Malaizijoje. Be savo biurų ir atstovybių, OCSiAl turi partnerių ir platintojų 45 šalyse. OCSiAl dirba daugiau nei 450 darbuotojų iš 16 šalių. MTEP įmonėje dirba daugiau nei 100 mokslininkų.
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Nuo 500 kilogramų iki 75 tonų
Tam naudojami vienos sienos anglies nanovamzdeliailičio jonų akumuliatorių, skirtų mobiliesiems telefonams ir kitiems prietaisams, lanksčių jutiklinių ekranų, padangų ir kitų automobilių dalių, savaime išsilyginančių grindų, sportinės įrangos, elektromobilių akumuliatorių ir daug daugiau, gamyba. Jūs netgi galėtumėte pasakyti: dydis yra mažas, bet yra daug. Tokie nanovamzdeliai yra penkis kartus lengvesni už varį, 100 kartų stipresni už plieną, atlaiko iki 1000 ° C temperatūrą ir, pridedant net mažiausiomis dalimis, pagerina medžiagos savybes. Pvz., Jei į betoną įdėsite 0,001% viengyslių nanovamzdelių, jis iškart taps 50% stipresnis.
2013 m. OCSiAl pristatė savo pirmąjįtokių grafeno nanovamzdelių gamybos įrenginys, vadinamas Graphetron 1.0. Prekės ženklas buvo pavadintas TUBALL. Po metų instaliacija jau buvo susintetinusi 500 kg nanovamzdelių, o 2019 metais gamyba siekė 25 tonas per metus.
Antrosios „Graphetron 50“ instaliacijos konstravimasprasidėjo 2016 m. 2019 m. Ji dirbo bandymo režimu ir tik dabar pasiekė 50 tonų gamybos pajėgumą. Dabar „OCSiAl“ gali pagaminti 75 tonas vienkartinių grafeno nanovamzdelių per metus. Gauti kiekiai yra dideli, ypač lyginant su užsienio bandymais gaminti grafeno nanovamzdelius. Tačiau ne viskas yra taip paprasta - yra trūkumų, paaiškinančių, kodėl konkurentai nepavyko.
Grafeniniai nanovamzdeliaiyra alotropinė anglies modifikacija,Tai vieno atomo storio grafeno lakštai, susukti į cilindrą, o vamzdeliai yra ypač tvirti ir lankstūs. Įrenginiuose jie sintezuojami trimis būdais:
- naudojant grafito elektrodus;
- grafito taikinio garinimu lazeriu;
- per cheminę dujų reakciją – anglies turinčių ir pagalbinių.
Jie naudojami mikroelektronikoje, plastikų, automobilių dalių ir daugelio kitų medžiagų gamyboje.
Anglies nanovamzdeliai
Nuotrauka: wikipedia.org
Bandymas sukurti masinę nanovamzdelių gamybąiš grafeno vienas pirmųjų ėmėsi Vokietijos farmacijos kompanija „Bayer“. Bandomoji gamykla, gaminanti 60 tonų per metus, buvo paleista 2007 m., O 2010 m. Buvo pradėta visa gamyba, planuojama pagaminti 500 tonų per metus. Vamzdeliai buvo susintetinti katalizės būdu iš anglies turinčių dujų aukštoje temperatūroje, tačiau buvo gauti tik daugiasieniai - ne grafeno, o grafito vamzdžiai. Grafitas nebuvo toks stiprus ir lankstus kaip grafenas, o vamzdžius suskirstyti į sluoksnius buvo sunku ir brangu, todėl „Bayer“ gaminiai neturėjo didelės paklausos, o 2013 m. Įmonė projektą uždarė.
Planavo prancūzų kompanija „Arkema“per metus pagaminama 400 tonų nanovamzdelių, Kinijos CNano - 500 tonų. Apie 40 pasaulio organizacijų bandė atidaryti masinę gamybą, tačiau kiekviename leidime negalėjo gauti viengyslių vamzdžių.
Šiuo metu juos vis dar gamina Japonijos įmonė „Zeon“, tačiau ji per metus pagamina apie toną vamzdžių ir parduoda už 10 USD už kilogramą.
Anot Jurijaus Koropachinskio, medžiaga yra panaši įlipnus juodas internetas. Jis yra 10 kartų sunkesnis už orą ir 100 kartų lengvesnis už vandenį. Jis turi būti ne tik specialiai sintetinamas, bet ir gabenamas. Įrenginys nėra tik reaktorius, bet ir robotų gamykla, savarankiškai atliekanti visas operacijas. Paruošta susmulkinta medžiaga ciklo pabaigoje siunčiama į atskirą konteinerį.
Idėjų šalis, laimės telefonas ir 2 milijonai dolerių
2000-ųjų viduryje Jurijus Koropachinskis nusprendėatsipūsti nuo daugybės savo verslo projektų, pardavė visą turtą ir išvyko gyventi į Australiją. Gautų lėšų pakako ne darbui ir patogiam pragyvenimui, tačiau 2006 m. Jis nusprendė grįžti į verslą, nes galvojo: nedirbantis tėvas yra blogas pavyzdys sūnui.
Jurijus Koropachinskis— OCSiAl įkūrėjas ir prezidentas.Prieš pradėdamas verslo karjerą, dalyvavo moksliniuose tyrimuose biofizikos srityje, dirbo SSRS mokslų akademijos Sibiro skyriuje. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje jis įkūrė savo pirmąją rizikos kapitalo įmonę. 2004 metais sėkmingai pasitraukęs iš vieno iš savo investicinių projektų (20 tūkst. darbuotojų turintis žemės ūkio technikos gamintojas, kurio apyvarta siekia 230 mln. dolerių), jis įkūrė įmonę „SM.Group“, kuri investavo į perspektyvius aukštųjų technologijų startuolius, o nuo 2012 m. daugiausia dėmesio skyrė anglies nanomedžiagoms, dėl kurių buvo sukurtas OCSiAl.
Koropachinskis rinko savo verslo partneriusankstesni projektai - Jurijus Zelvensky ir Olegas Kirillov - ir išvyko į Novosibirską. Jis norėjo pradėti investuoti į aukštųjų technologijų verslą. Dalyvaudamas RAS susitikime Jurijus paskelbė, kad ieško originalių idėjų.
Jurijus Koropachinskis
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Vis dėlto, iki galutinės idėjos, komandaverslininkai tęsė trejus metus. Būsimi „OCSiAl“ įkūrėjai susitiko su 23 mokslinių tyrimų institutų Novosibirske, Tomske, Krasnojarske ir Irkutske mokslininkais. Susisiekusi su kiekviena institucija, komanda paprašė vadovybės surengti susitikimą su mokslininkais, kurie turėjo originaliausius išradimus. Šiuose susitikimuose verslininkai paklausė: ką jūs galite padaryti geriau nei kas nors kitas ar ko negali padaryti niekas kitas? Jei buvo konkretus atsakymas į šį klausimą, tema buvo aptariama toliau.
Taigi idėjos ieškotojai apsvarstė 1 500 variantų,skyrė 364 fizikos, chemijos ir biologijos projektus, į kuriuos investavo šiek tiek pinigų savo galimybių ir potencialios rinkos tyrimui. „Tarp jų buvo keletas gana juokingų projektų“, - prisimena Jurijus Koropachinskis. - Pavyzdžiui, vienas mokslininkas pasiūlė džiaugsmo telefoną, jis netgi turėjo Rusijos Federacijos Ryšių ministerijos patvirtinimą. Paklausiau, kaip tai veikia, ir jis atsakė: „Kaip ir visi mobilieji telefonai, tik tada, kai jie pradeda apie tai kalbėti, visi yra laimingi“. Dėl to buvo išleista 2 milijonai dolerių, įmonė pertvarkė 12 projektų, tačiau vis tiek Jurijus negalėjo pavadinti nė vieno iš jų išskirtiniu.
Akademikas ir nanovamzdeliai
2009 m., Kitame susitikime su investuotojaisĮ Novosibirską atvyko Rusijos mokslų akademijos Sibiro filialo Termofizikos instituto Tarptautinio termofizikos ir energetikos instituto direktorius Michailas Predtechensky. Iki to laiko jis 20 metų kūrė technologijas IT įmonėms (HP, Samsung) ir dujų pramonei (AirProducts). Į tą patį klausimą apie tai, ką jis gali padaryti, Michailas atsakė: „Štai ir“, ir pasiūlė problemą aptarti kitaip: „Pasakyk man, ką nori gauti, ir aš padarysiu perversmo technologiją“.
Michailas Predtechenskis ir Anatolijus Chubais
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Dėl ilgų pokalbių mokslininkas irverslininkai nusprendė, kad jiems reikia dirbti su medžiagų pertvarkymu. 2009 m. Gruodžio mėn. Vykstant nuolatiniam pokalbiui apie projektus, Michailas Predtechensky teigė žinąs, kaip sukurti nanovamzdelius. Jis mielai atskleidė, kad jie yra labai lengvi, tačiau patvarūs ir pagerina daugelio medžiagų kokybę. Turėjo tik vieną trūkumą - viengysliai anglies nanovamzdeliai buvo gauti nedideliais kiekiais tik laboratorijoje, todėl jie buvo labai brangūs. Michailas pasiūlė šiuos vamzdžius gaminti pramoniniu mastu.
Taigi 2010 m. Vasario mėn. Buvo atidaryta įmonė „OCSiAl“, kuri sukuria grafeno nanovamzdelius pagal Michailo Predtechenskio metodą.
Lemtingi juodi taškeliai ir chubais
Predtechenskis pradėjo gaminti vamzdelius plazmojegeneratorius, kurį taip pat išrado pats. Visi generatoriai, su kuriais jis anksčiau dirbo, greitai sudegino savo elektrodus. Pati gamybos technologija išlieka komercine OCSiAl paslaptimi. Sunku juos dėl to kaltinti - konkurencija rinkoje yra didelė, o unikalių produktų turėjimas duoda daug naudos.
Plazmos generatorius- techninis prietaisas, kuriame elektros srove generuojama plazma ir ji naudojama medžiagoms apdoroti.
Michailas sugalvojo pabandyti pagamintiskysti elektrodai, nes skystis nerūdija. Jis paleido lanką tarp vonių, kurioje buvo ištirpęs, metalas ištirpęs, balos pasirodė ir lankas užsidarė. Dabar generatorius su skystais elektrodais bet kada galėjo dirbti su bet kokia medžiaga. Būtent šį prietaisą Michailas Predtechenskis panaudojo kurdamas grafeno nanovamzdelius, kurių oficialus pavadinimas yra SWCNT (iš anglų „Single Wall Carbon Nanotubes“ - „vienos sienos anglies nanovamzdeliai“ - „Hi-tech“).
OCSiAl laboratorija
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Grafenas oficialiai laikomas atidarytu 2004 m.Pionieriai buvo fizikai Andrejus Geimas ir Konstantinas Novosyolovas, už tai gavę Nobelio premiją. Bet iš tikrųjų apie šią medžiagą jie rašė dar 20 amžiuje. 1952 m. Fizikas ir chemikas Leonidas Raduškevičius po sintezės gavo mikroskopinius nanovamzdelių vaizdus. O 1977 m. SSRS mokslų akademijos Sibiro filialo katalizės instituto mokslininkai, eksperimentuodami su dehidrogenizavimo katalizatoriais, mikroskopu atrado anglies balionus. 1991 metais japonų fizikas Sumio Iijima parašė apie tokių nanovamzdelių atradimą.
Kaip jau minėta, išsamus technologijos aprašymaslaikoma paslaptyje, tačiau bendras principas yra toks: nanodalelės susidaro ant generatoriaus pagrindo, sklindančios dujomis iš angliavandenilių (metano ir panašių dujų), įkaitintų iki 1000 ° C ir aukštesnės temperatūros. Ant kiekvienos nanodalelės auga grafeno nanovamzdelis. Sintezė vyksta instaliacijos viduje.
Produkcija yra patentuota. Pagrindinis masinės gamybos principas buvo sumažinti produktų kainą iki 1-2 USD.
Sintetinami kelių sienelių anglies nanovamzdeliaigreitesnis ir lengvesnis, tačiau jų laidumas, lankstumas ir stiprumas yra daug mažesni nei viensienių, o tai reiškia, kad juos reikia pridėti prie medžiagos dideliais kiekiais: jei norite pagerinti medžiagos savybes, pakanka vienos sienos nanovamzdelių procento, tada daugiasieniams nanovamzdeliams reikia kelių dešimčių procentų. Be to, paaiškėjo, kad į medžiagas sunku pridėti daugiasluoksnius vamzdžius. Jie yra sandariai susipynusių vamzdžių raizginiai, kuriuos sunku ir brangu išnarplioti, o suvyniotų vamzdžių milteliai medžiagoms nepateikia reikiamo laidumo ir stiprumo, o jų buvo nupirkta nedaug. Todėl OCSiAl konkurentai, gaminantys daugiasluoksnius vamzdžius („Bayer“, „Arkema“ ir kiti), buvo priversti riboti savo gamybą dėl jos nepelningumo.
Anatolijus Chubaisas
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Pirmosios Michailo instaliacijos partijos sintezeiLiko mėnesio pirmtakas. Jų buvo labai nedaug - keli juodi taškeliai ant balto filtro fono, tačiau specialus mikroskopas parodė, kad tai yra viensieniai vamzdeliai. Per ateinančius dvejus metus OCSiAl prisidėjo prie kūrimo 20 mln. USD, tačiau reikėjo daugiau investicijų, o 2011 m. Jurijus su „dėmėtų“ filtru atiteko Rusnano vadovui Anatoliui Chubais.
Chubais pasidavė atstovo pasitikėjimuiOCSiAl. Rusnano investavo 20 milijonų dolerių – tai buvo pirmoji trečiosios šalies investicija. Pasinaudojusi šiomis investicijomis, bendrovė įkūrėjų tėvynėje Novosibirske pastatė pirmąją sintezės instaliaciją „Graphetron 1.0“.
Kopimas
Surasti pirkėjus buvo atskiras sunkumas.„Tam reikia daug pastangų ir pinigų“, - skundžiasi bendrovės įkūrėjas. - Bet potencialiam pirkėjui būtina parodyti nanovamzdelių poveikį būtent jo gaminiams. Kaip mes tai darome? Mes paimame medžiagą, pridedame dešimt tūkstantąją nanovamzdelių ir gauname visiškai kitokią medžiagą “.
Nanovamzdeliai tolygiai pasiskirsto medžiagojeir sukurti sustiprinantį ir elektrai laidų tinklą. Pavyzdžiui, jei prie medžiagos, iš kurios gaminamos ličio jonų baterijos, pridedate viensienių nanovamzdelių, jis pradeda geriau praleisti elektros srovę, o tai reiškia, kad baterijos ilgiau išsilaiko.
Pirmasis reklaminis žingsnis buvo nemokamų platinimasįvairių medžiagų gamintojams. Vienas gramas buvo išsiųstas keliems tūkstančiams Rusijos ir užsienio kompanijų, daugelis domėjosi ir atsiliepė. Pirmąjį CNT įsigijo Korėjos įmonė, kad padidintų kompozitų ir laidžių dangų stiprumą. OCSiAl vadovybė suprato, kad reklama bus veiksminga tik parodžius vienos sienelės vamzdelių pridėjimo prie medžiagų pranašumus. Šalia „Graphetron“ įmonė atidarė Prototipų kūrimo centrą, kur pradėjo gaminti įvairias medžiagas, susijusias su grafeno nanovamzdeliais.
Padanga naudojant vienos sienos anglies vamzdelius
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Pavyzdžiui, bendrovės mokslininkai sukūrė technologijąsavaime išsilyginančių grindų su CNT gamyba ir nemokamai perdavė ją gamybos įmonėms, todėl 80% tokių grindų Rusijoje yra sukurta naudojant ją. Savaime išsilyginančios grindys, pagamintos iš medžiagų, prie kurių pridedamos vienos sienos anglies nanovamzdeliai, pasižymi geru elektriniu laidumu, be to, nanovamzdeliai nekeičia medžiagų spalvos, jų klampumo ir plitimo, todėl medžiagų sunaudojimas gaminant savaime išsilyginančias medžiagas grindys nedidėja.
Kūrimo technologijosstiklo pluošto vamzdžiai ir sustiprintas asfaltas. CNT pridėjus dervą, iš kurios gaminamas stiklo pluošto vamzdis iš stiklo pluošto, medžiagai suteikiamas tūrinis ir tolygus laidumas, o tai sumažina nelaimingų atsitikimų riziką sprogstamosiose pramonės šakose (pavyzdžiui, anglies pramonėje), o vamzdžiai tampa 15 proc. stipresnis. Asfaltbetonis, pagamintas iš bitumo, kuriame yra anglies nanovamzdelių, tampa 67% atsparesnis rūtoms ir 67,5% atsparesnis įtrūkimams.
Iš pradžių nanovamzdeliai buvo gaminami formamiltelių, tačiau OCSiAl laboratorijos pradėjo gaminti koncentratus ir suspensijas, kad būtų lengviau pridėti prie medžiagų. Dabar antras reikšmingas OCSiAl produktas yra TUBALL MATRIX koncentratai ir suspensijos, kurių sudėtyje yra dispersinių nanovamzdelių. Gana sunku dėti miltelius su nanovamzdeliais į medžiagas ir tolygiai paskirstyti ant bet kokios medžiagos, o netolygus pasiskirstymas nesuteiks tokio efekto, kad būtų pridėta CNT. Todėl OCSiAl specialistai nusprendė sukurti koncentratus ir suspensijas su jau išplatintais nanovamzdeliais. Tam buvo sukurta speciali ultragarsinė instaliacija TUBBOX, kurioje pakaitomis naudojami mechaniniai ir ultragarsiniai dispersijos metodai. Mechaninė dispersija gamina vienalyčius mišinius, o ultragarsinė dispersija atskiria nanovamzdelių ryšulius nano skalėje į atskirus objektus.
0,01% TUBALL, pridėtas prie medžiagos, tolygiai pasiskirsto po jos matricą ir sukuria trimatį tinklą su sustiprinančiomis ir elektrai laidžiomis savybėmis.
OCSiAl pirmiausia orientuota į rinkąličio jonų akumuliatoriai, kuriuose nanovamzdeliai dedami į silicio anodus, padangų, asfalto dangų, kompozitų ir dangų rinka. 2019 metais produkciją įsigijo Rusijos įmonė „Eco Group“ ir įmaišė į asfaltą: naudojant lipnius priedus į bitumą buvo įterpta 0,025% nanovamzdelių, o jo įdėta į asfaltbetonį. M4 Don federalinio greitkelio atkarpa nutiesta nauja medžiaga, planuojama pakloti kelių tinklą nanovamzdelių danga.>
Tarp jau naudojančių TUBALL, rus„Unicom-Service“ įmonė, gaminanti poliuretano velenus konvejerių juostoms (prideda 0,3 % TUBALL MATRIX koncentrato dėl antistatinių savybių), Kinijos naftos platformų grąžtų gamintojas „Orient Energy & Technology Ltd (1,7% koncentrato dedama į gumą statoriaus elastingumui grąžtuose), Rusijos stiklo taros gamintojas „Ekran“ (į skystį purškimui prideda nanovamzdelių).
Rusijoje potencialo nebuvo daugiau kaip 2%klientų, todėl OCSiAl pradėjo atidaryti biurus JAV, Europoje ir Azijoje. Dabar įmonė turi 600 nuolatinių klientų visame pasaulyje, daugiau nei 2000 įmonių bando nanovamzdelius, daugiau nei 90% produktų eksportuojama.
Vienaragis ir naujoji era
2019 metais A&NN investicijų grupė nusipirko0,5% akcijų ir verslą įvertino milijardu. Dėl šios priežasties OCSiAl pateko į vadinamųjų vienaragių – naujų įmonių, kurios dar neįveikė nuostolių, bet jau gavo 1 mlrd.
Anatolijus Chubaisas ir Jurijus Koropachinskis
Nuotrauka sutiko su „OCSiAl“
Atidarant „Graphetron 50“, Anatolijus Chubaisas sakė:„OCSiAl kuria naują žmogaus medžiagų erą. Tai yra fantastiškos vienos sienos anglies alotropo savybės, kurios, pridėjus beveik prie bet kokios medžiagos, padidina stiprumą ir elektrines savybes. Viskas, kas buvo padaryta šiandien, yra tik kelio, kuriuo eina pasaulinis medžiagų atnaujinimas realiame pasaulyje, pradžia. Kai į mane kreipėsi jaunas įžūlus ir agresyvus verslininkas, pažvelgiau į tas sąžiningas akis ir nusprendžiau, kad jis gali tai pasiekti “.
Šiuo metu įmonei atstovauja 45 nariaiEuropos ir Azijos šalyse. Tuo pačiu metu buvo atidaryta pagrindinė buveinė Liuksemburge. Iki 2023 m. OCSiAl ketina ten pastatyti reaktorių, pagaminantį 100 tonų per metus, taip pat statyti reaktorius visose išsivysčiusiose šalyse.
„OCSiAl iš tikrųjų yra Liuksemburgo įmonė,paaiškina Jurijus. - Norėdami apsaugoti intelektinę nuosavybę, turite suprasti Anglijos įstatymus, nukreipti vartotojus ir investuotojus visame pasaulyje. JAV ir Europa sunaudoja 25% produkcijos, todėl savo produkciją dedame arčiau pagrindinio vartotojo. Be to, stambios įmonės nori gauti atsargas iš skirtingų šalių. Todėl mums reikia skirtingų vietų “.
Taip pat žiūrėkite:
- Naujoji COVID-19 mutacija užkrečia žmogų 8 kartus greičiau ir jos „nemato“ imuninė sistema
— Pažiūrėkite į milžinišką ryklį, kuris nukentėjo nuo tokio pat milžiniško kalmaro!
— Moters kiaušialąstė gali „atrinkti“ spermatozoidus: jo savininkas su juo neturi nieko bendra