OCSiAler det eneste selskapet som eier en skalerbar teknologi for industriell syntese av grafen
Selskapets produksjonsanlegg og forskningsbase er lokalisert i Novosibirsk, samt et senter for prototyping av materialer og teknologier basert på grafen nanorør - TUBALL CENTER.
I dag er OCSiAl et globalt selskap,opererer på alle kontinenter. Regionale avdelinger er åpne i Europa, USA, Korea, Kina (Shenzhen, Shanghai), Hong Kong og Russland, representasjonskontorer i Mexico, Israel, Japan, India, Australia, Tyskland og Malaysia. I tillegg til egne kontorer og representasjonskontorer har OCSiAl partnere og distributører i 45 land. OCSiAl sysselsetter mer enn 450 ansatte fra 16 land. FoU-selskapet sysselsetter mer enn 100 forskere.
Foto med tillatelse av OCSiAl
Fra 500 kilo til 75 tonn
Enveggs karbon nanorør brukes tilproduksjon av litium-ion-batterier for mobiltelefoner og andre dingser, fleksible berøringsskjermer, dekk og andre bildeler, selvutjevnende gulv, sportsutstyr, batterier til elektriske kjøretøy og mye mer. Du kan til og med si: størrelsen er liten, men tilstedeværelsen er bred. Disse nanorørene er fem ganger lettere enn kobber, 100 ganger sterkere enn stål, tåler temperaturer opp til 1000 ° C og forbedrer materialytelsen når de tilsettes i selv de minste proporsjoner. Hvis du for eksempel legger til 0,001% enkelveggede nanorør til betong, blir den umiddelbart 50% sterkere.
I 2013 lanserte OCSiAl sin førsteet anlegg for produksjon av slike grafen nanorør kalt Graphetron 1.0. Merket fikk navnet TUBALL. Et år senere hadde installasjonen allerede syntetisert 500 kg nanorør, og innen 2019 nådde produksjonen 25 tonn per år.
Bygging av det andre anlegget Graphetron 50startet i 2016. I 2019 fungerte det i testmodus og har først nå en produksjonskapasitet på 50 tonn. OCSiAl kan nå produsere 75 tonn envegget grafenananorør årlig. Volumene er kolossale, spesielt sammenlignet med utenlandske forsøk på å produsere grafen-nanorør. Men ikke alt er så enkelt - det er fallgruver som forklarer hvorfor konkurrenter ikke lyktes.
Grafene nanorører en allotrop modifikasjon av karbon,som er ett-atoms tykke ark med grafen rullet til en sylinder, og rørene er spesielt sterke og fleksible. De syntetiseres i installasjoner på tre måter:
- bruk av grafittelektroder;
- ved laserdamping av et grafittmål;
- gjennom en kjemisk reaksjon av gasser - karbonholdige og hjelpestoffer.
De brukes i mikroelektronikk, i produksjon av plast, bildeler og i mange andre materialer.
Karbon nanorør
Foto: wikipedia.org
Forsøk på å lage masseproduksjon av nanorørfra grafen var en av de første som ble laget av det tyske legemiddelfirmaet Bayer. Pilotanlegget, som produserte 60 tonn per år, startet opp i 2007, og i 2010, med full produksjon, var det planlagt å produsere 500 tonn per år. Rørene ble syntetisert ved katalyse fra en karbonholdig gass ved høye temperaturer, men bare flervegget - ikke grafen, men grafittrør - ble oppnådd. Grafitt var ikke så sterk eller fleksibel som grafen, og å skive rørene i lag var vanskelig og dyrt, så Bayers produkter var ikke etterspurt, og firmaet avsluttet prosjektet i 2013.
Det franske selskapet Arkema planlaå produsere 400 tonn nanorør årlig, kinesisk CNano - 500 tonn. Rundt 40 organisasjoner i hele verden prøvde å åpne masseproduksjon, men de lyktes ikke med å skaffe enveggsrør i hver utgave.
Foreløpig produseres de fortsatt av det japanske selskapet Zeon, men det produserer omtrent tonn rør per år og selger for $ 10 per kilo.
Ifølge Yuri Koropachinsky ligner materialetklebrig svart web. Det er 10 ganger tyngre enn luft og 100 ganger lettere enn vann. Det må ikke bare syntetiseres på en spesiell måte, men også transporteres. Installasjonen er ikke bare en reaktor, men et robotanlegg som uavhengig utfører alle operasjoner. Det ferdige strimlede materialet sendes til en separat container på slutten av syklusen.
Land av ideer, telefon av lykke og 2 millioner dollar
På midten av 2000-tallet bestemte Yuri Koropachinsky segta en pause fra sine mange forretningsprosjekter, solgte alle eiendelene sine og bodde i Australia. Midlene som ble mottatt var nok til ikke å jobbe og leve komfortabelt, men i 2006 bestemte han seg for å gå tilbake til virksomheten, fordi han tenkte: en ikke-arbeidende far er et dårlig eksempel for sønnen.
Yuri Koropachinsky— medgründer og president i OCSiAl.Før han startet sin forretningskarriere, deltok han i vitenskapelig forskning innen biofysikk, og jobbet ved den sibirske grenen til USSR Academy of Sciences. Han opprettet sitt første risikokapitalselskap på begynnelsen av 1990-tallet. Etter den vellykkede utgangen av et av investeringsprosjektene hans i 2004 (en produsent av landbruksutstyr med 20 tusen ansatte og en omsetning på 230 millioner dollar), dannet han selskapet SM.Group, som investerte i lovende høyteknologiske startups, og siden 2012 har fokusert på karbon nanomaterialer, noe som førte til opprettelsen av OCSiAl.
Koropachinsky samlet sine forretningspartnere fortidligere prosjekter - Yuri Zelvensky og Oleg Kirillov - og dro til Novosibirsk. Han ønsket å begynne å investere i en høyteknologisk virksomhet. Mens han deltok i RAS-møtet, kunngjorde Yuri at han lette etter originale ideer.
Yuri Koropachinsky
Foto med tillatelse av OCSiAl
Men til den endelige ideen, kommandoengründere fortsatte i tre år. De fremtidige grunnleggerne av OCSiAl møtte forskere fra 23 forskningsinstitutter i Novosibirsk, Tomsk, Krasnoyarsk og Irkutsk. Teamet kontaktet hver institusjon og ba ledelsen om å avtale et møte med forskerne som hadde de mest originale oppfinnelsene. På disse møtene spurte forretningsmenn: hva kan du gjøre best eller hva ingen andre kan gjøre? Hvis det var et spesifikt svar på dette spørsmålet, ble temaet diskutert videre.
Så ideesøkere vurderte 1500 alternativer,tildelte 364 prosjekter innen fysikk, kjemi og biologi, hvor de investerte penger for å studere deres gjennomførbarhet og potensielle marked. "Det var noen ganske morsomme prosjekter blant dem," minnes Yuri Koropachinsky. - For eksempel tilbød en forsker en telefon av glede, han hadde til og med en bekreftelse fra Kommunikasjonsdepartementet i Russland. Jeg spurte hvordan det fungerer, og han svarte: "Akkurat som alle mobiltelefoner, bare når de begynner å snakke om det, er alle fornøyde." Som et resultat ble det brukt 2 millioner dollar, selskapet transformerte 12 prosjekter, men likevel kunne ingen av dem Yuri kalle virkelig unike.
Akademiker og nanorør
I 2009, på neste møte med investorer iDirektør for det internasjonale vitenskapelige senteret for termofysikk og kraftteknikk ved Institutt for termofysikk i den sibiriske grenen til det russiske vitenskapsakademiet Mikhail Predtechensky kom til Novosibirsk. På den tiden hadde han skapt teknologi for IT-selskaper (HP, Samsung) og gassindustrien (AirProducts) i 20 år. På det samme spørsmålet om hva han kan gjøre, svarte Mikhail: "Det er det," og foreslo å diskutere problemet annerledes: "Fortell meg hva du vil få, så lager jeg en banebrytende teknologi."
Mikhail Predtechensky og Anatoly Chubais
Foto med tillatelse av OCSiAl
Som et resultat av lange samtaler, har forskeren oggründerne bestemte seg for at de trengte å jobbe med transformasjon av materialer. I desember 2009, under en vanlig samtale om prosjekter, sa Mikhail Predtechensky at han visste hvordan han skulle lage nanorør. Han avslørte med glede at de er veldig lette, men holdbare og forbedrer kvaliteten på mange materialer. Det var bare en ulempe - enkeltvegger karbon nanorør ble oppnådd i små mengder bare i laboratoriet, så de var veldig dyre. Mikhail foreslo å produsere disse rørene i industriell skala.
I februar 2010 ble OCSiAl-selskapet åpnet, og laget grafen-nanorør i henhold til metoden til Mikhail Predtechensky.
Skjebnesvangre sorte prikker og Chubais
Predtechensky begynte å lage rør i plasmagenerator, som han også fant opp selv. Alle generatorene han tidligere hadde jobbet med brant raskt ut elektrodene. Selve produksjonsteknologien forblir en forretningshemmelighet for OCSiAl. Det er vanskelig å klandre dem for dette - konkurransen i markedet er høy, og det å ha unike produkter gir store fordeler.
Plasma generator- en teknisk enhet der plasma genereres ved hjelp av elektrisk strøm, og den brukes til å behandle materialer.
Mikhail kom på ideen om å prøve å lagevæskeelektroder, fordi væsken ikke korroderer. Han lanserte en bue mellom badene, der det var en smelte, metallet smeltet, pytter viste seg og buen ble lukket. Nå kan generatoren med flytende elektroder fungere når som helst med hvilket som helst materiale. Det var denne enheten Mikhail Predtechensky brukte til å lage grafen-nanorør, hvis offisielle navn er SWCNT (fra de engelske single wall carbon nanorørene - "single-wall carbon nanorør" - "Hi-tech).
OCSiAl-laboratorium
Foto med tillatelse av OCSiAl
Graphene regnes offisielt som åpent i 2004. Pionerene var fysikerne Andrei Geim og Konstantin Novoselov, som mottok Nobelprisen for dette. Men faktisk skrev de om dette stoffet tilbake på 1900-tallet. I 1952 fikk fysikeren og kjemikeren Leonid Radushkevich mikroskopiske bilder av nanorør etter syntese. Og i 1977 oppdaget forskere fra Institute of Catalysis of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences under eksperimenter med dehydrogeneringskatalysatorer karbonflasker under et mikroskop. I 1991 skrev den japanske fysikeren Sumio Iijima om oppdagelsen av slike nanorør.
Som allerede nevnt, en komplett beskrivelse av teknologienblir holdt hemmelig, men det generelle prinsippet er som følger: Nanopartikler dannes på substratet i generatoren, som flyter i en gass fra hydrokarboner (metan og lignende gasser) oppvarmet til 1000 ° C og høyere. En grafen nanorør vokser på hver nanopartikkel. Syntesen foregår inne i installasjonen.
Produksjonen er patentert. Hovedprinsippet for masseproduksjon var å redusere prisen på produkter til $ 1-2.
Flerveggede karbon-nanorør syntetiseresraskere og enklere, men deres ledningsevne, fleksibilitet og styrke er mye lavere enn for enveggede nanorør, noe som betyr at de trenger å bli tilsatt materialet i store mengder: hvis en hundredels prosent av enveggede nanorør er nok til å forbedre materialets egenskaper, krever flerveggede nanorør flere titalls prosent. I tillegg viste det seg at det er vanskelig å legge flerlagsrør til materialer. De er floker av tett sammenflettede rør, som er vanskelige og dyre å løsne, og pulveret fra uviklede rør gir ikke nødvendig ledningsevne og styrke til materialene, og lite ble kjøpt. Derfor måtte OCSiAls konkurrenter, som produserte rør med flere lag (Bayer, Arkema og andre), begrense produksjonen på grunn av ulønnsomhet.
Anatoly Chubais
Foto med tillatelse av OCSiAl
For syntesen av den første delen i Mikhails installasjonForløper en måned igjen. Det var veldig få av dem - noen få svarte flekker på filterets hvite bakgrunn, men et spesielt mikroskop viste at dette var enveggede rør. I de neste to årene bidro OCSiAl med 20 millioner dollar til utviklingen, men det ble krevd flere investeringer, og i 2011 gikk Yuri med et "flekkete" filter til lederen for Rusnano, Anatoly Chubais.
Chubais ga etter for tilliten til representantenOCSiAl. Rusnano investerte 20 millioner dollar - dette var den første tredjepartsinvesteringen. Ved å bruke disse investeringene bygde selskapet den første synteseinstallasjonen, Graphetron 1.0, i grunnleggernes hjemland Novosibirsk.
Klatring
Å finne kjøpere var en egen vanskelighet. "Det tar mye krefter og penger," klager selskapets grunnlegger. - Men det er nødvendig å demonstrere for en potensiell kjøper effekten av nanorør spesielt på produktene hans. Hvordan gjør vi det? Vi tar materiale, legger til en ti tusendels nanorør og får et helt annet materiale. "
Nanorør fordeles jevnt i materialetog skape et forsterkende og elektrisk ledende nettverk. Hvis du for eksempel legger til enveggede nanorør i materialet som litiumionbatterier er laget av, begynner det å lede elektrisk strøm bedre, noe som betyr at batteriene holder en ladning lenger.
Det første annonseringsflyttet var distribusjon av gratisprøver til produsenter av forskjellige materialer. Ett gram ble sendt ut til flere tusen russiske og utenlandske selskaper, mange var interesserte og svarte. Den første CNT ble kjøpt av et koreansk selskap for å øke styrken på kompositter og ledende belegg. OCSiAls ledelse innså at markedsføring bare ville være effektiv ved å vise fordelene med å legge enveggsrør til materialer. Ved siden av Graphetron åpnet selskapet et Prototyping Center, hvor det begynte å produsere forskjellige materialer som involverer grafen-nanorør.
Dekk ved bruk av enveggige karbonrør
Foto med tillatelse av OCSiAl
For eksempel har selskapets forskere utviklet en teknologiproduksjon av selvnivellerende gulv med CNT og overført det gratis til produksjonsbedrifter, som et resultat blir 80% av slike gulv i Russland opprettet ved hjelp av det. Selvnivellerende gulv laget av materialer som det tilsettes enveggede karbon-nanorør, har god elektrisk ledningsevne. Dessuten endrer nanorør ikke fargen på materialene, deres viskositet og spredbarhet, derfor øker ikke forbruket av materialer ved fremstilling av selvnivellerende gulv.
Teknologier for å skapeglassfiberrør og forsterket asfalt. Tilsetningen av CNT til harpiksen som glassfiber for glassfiberrør er laget av, gir materialet en volumetrisk og jevn ledningsevne, noe som reduserer risikoen for ulykker i eksplosive industrier (for eksempel i kullindustrien), og rørene blir 15% sterkere. Asfaltbetong laget av bitumen som inneholder karbonnanorør, blir 67% mer motstandsdyktig mot sporing og 67,5% mer motstandsdyktig mot sprekker.
Opprinnelig ble nanorør produsert i formpulver, men OCSiAl-laboratorier har begynt å produsere konsentrater og suspensjoner for enklere tilsetning til materialer. Nå er det andre viktige produktet til OCSiAl TUBALL MATRIX konsentrater og suspensjoner som inneholder dispergerte nanorør. Det er ganske vanskelig å tilsette pulver med nanorør til materialer og fordele det jevnt over ethvert materiale, og ujevn fordeling vil ikke gi effekten av å legge til CNT. Derfor bestemte OCSiAl-spesialister seg for å lage konsentrater og suspensjoner med allerede distribuerte nanorør. For dette formålet ble det utviklet en spesiell ultralydinstallasjon TUBBOX, som vekselvis bruker mekaniske og ultralydspredningsmetoder. Mekanisk dispersjon produserer homogene blandinger, mens ultralydspredning skiller bunter av nanorør på nanoskala til individuelle objekter.
0,01% TUBALL tilsatt materialet fordeles jevnt over matrisen og skaper et tredimensjonalt nettverk med forsterkende og elektrisk ledende egenskaper.
OCSiAl er primært markedsorientertlitium-ion-batterier, der nanorør legges til silisiumanoder, markedet for dekk, asfaltoverflater, kompositter og belegg. I 2019 ble produktene kjøpt av det russiske selskapet Eco Group og lagt til asfalt: ved å bruke limtilsetningsstoffer ble 0,025 % nanorør introdusert i bitumen, og det ble lagt til asfaltbetong. En del av den føderale motorveien M4 Don er lagt med nytt materiale i fremtiden, det er planlagt å legge veinettet med et belegg laget av nanorør.>
Blant de som allerede bruker TUBALL, russiskUnikom-Service-bedriften, som produserer polyuretanaksler for transportbånd (legger til 0,3 % av TUBALL MATRIX-konsentrat for antistatiske egenskaper), den kinesiske produsenten av borekroner for oljerigger Orient Energy & Technology Ltd (tilfører 1,7% av konsentratet til gummi for elastisitet til statoren i øvelser), russisk produsent av glassbeholdere "Ekran" (legger nanorør til væsken for sprøyting).
I Russland var det ikke mer enn 2% av potensialetkunder, så OCSiAl begynte å åpne kontorer i USA, Europa og Asia. Nå har selskapet 600 faste kunder over hele verden, mer enn 2000 selskaper tester nanorør, mer enn 90% av produktene eksporteres.
Enhjørningen og den nye tiden
I 2019 kjøpte A&NN-investeringsgruppen0,5 % aksjer og verdsatte virksomheten til en milliard. Takket være dette kom OCSiAl inn på listen over såkalte enhjørninger - nye selskaper som ennå ikke har overvunnet tap, men som allerede har fått en markedsverdi på 1 milliard dollar.
Anatoly Chubais og Yuri Koropachinsky
Foto med tillatelse av OCSiAl
Ved åpningen av Graphetron 50 sa Anatoly Chubais: “OCSiAl skaper en ny æra av menneskelige materialer. Dette er de fantastiske egenskapene til en envegget karbonallotrop, som når den tilsettes i nesten hvilket som helst materiale, øker styrke og elektriske egenskaper. Alt som er gjort i dag er bare begynnelsen på den stien som den globale fornyelsen av materialer i den virkelige sektoren på kloden står på. Da en ung gründer, frekk og aggressiv, nærmet meg, så jeg på de ærlige øynene og bestemte meg for at han kunne oppnå dette. "
Selskapet er for tiden representert i 45land i Europa og Asia. Samtidig ble hovedkontoret åpnet i Luxembourg. Innen 2023 har OCSiAl til hensikt å bygge en reaktor der, produsere 100 tonn per år, samt å bygge reaktorer i alle utviklede land.
“OCSiAl er faktisk et luxembourgsk selskap, -forklarer Yuri. - For å beskytte immateriell eiendom må du forstå engelsk lovgivning, målrette forbrukere og investorer over hele verden. USA og Europa forbruker 25% av produksjonen vår, så vi plasserer produksjonen nærmere hovedforbrukeren. I tillegg ønsker store selskaper å motta forsyninger fra forskjellige land. Derfor trenger vi forskjellige steder. "
Se også:
— Den nye mutasjonen av COVID-19 infiserer en person 8 ganger raskere og blir ikke "sett" av immunsystemet
— Se på den gigantiske haien, som led av en like gigantisk blekksprut!
— En kvinnes egg kan "velge" sædceller: eieren har ingenting med det å gjøre