OCSiAlGrafenin endüstriyel sentezi için ölçeklenebilir bir teknolojiye sahip olan tek şirkettir
Şirketin üretim tesisleri ve araştırma üssü Novosibirsk'te bulunmaktadır ve aynı zamanda grafen nanotüplere dayanan malzeme ve teknolojilerin prototiplenmesine yönelik bir merkez - TUBALL CENTER.
Bugün OCSiAl küresel bir şirkettir.tüm kıtalarda faaliyet göstermektedir. Avrupa, ABD, Kore, Çin (Shenzhen, Şangay), Hong Kong ve Rusya'da bölgesel şubeler, Meksika, İsrail, Japonya, Hindistan, Avustralya, Almanya ve Malezya'da temsilcilikler açıktır. OCSiAl'ın kendi ofisleri ve temsilciliklerinin yanı sıra 45 ülkede ortakları ve distribütörleri bulunmaktadır. OCSiAl'ın 16 ülkeden 450'den fazla çalışanı bulunmaktadır. Ar-Ge şirketinde 100'den fazla bilim insanı çalışıyor.
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
500 kilogramdan 75 tona
Tek duvarlı karbon nanotüplerCep telefonları ve diğer cihazlar için lityum iyon pil üretimi, esnek dokunmatik ekranlar, lastikler ve diğer otomotiv parçaları, kendiliğinden yayılan zeminler, spor malzemeleri, elektrikli araçlar için piller ve çok daha fazlası. Hatta şunu da söyleyebilirsiniz: boyut küçük, ancak varlık geniş. Bu nanotüpler bakırdan beş kat daha hafif, çelikten 100 kat daha güçlüdür, 1.000 ° C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilir ve en küçük oranlarda bile eklendiğinde malzeme performansını artırabilir. Örneğin betona% 0,001 tek duvarlı nanotüpler eklerseniz, anında% 50 daha güçlü hale gelir.
OCSiAl ilk ürününü 2013 yılında piyasaya sürdü.Graphetron 1.0 adı verilen bu tür grafen nanotüplerin üretimi için bir tesis. Markanın adı TUBALL'du. Bir yıl sonra tesis halihazırda 500 kg nanotüp sentezlemişti ve 2019 yılına gelindiğinde üretim yılda 25 tona ulaştı.
İkinci fabrika Graphetron 50'nin yapımı2016 yılında başladı. 2019 yılında test modunda çalıştı ve şimdi ancak 50 tonluk bir üretim kapasitesine ulaştı. OCSiAl artık yılda 75 ton tek duvarlı grafen nanotüp üretebiliyor. Hacimler, özellikle grafen nanotüpler üretmeye yönelik yabancı girişimlerle karşılaştırıldığında muazzam. Ancak her şey o kadar basit değil - rakiplerin neden başarılı olamadığını açıklayan tuzaklar var.
Grafen nanotüplerkarbonun allotropik bir modifikasyonudur,Bu, bir silindire sarılmış tek atom kalınlığındaki grafen tabakalarından oluşur ve tüpler özellikle güçlü ve esnektir. Enstalasyonlarda üç şekilde sentezlenirler:
- grafit elektrotların kullanılması;
- bir grafit hedefin lazerle buharlaştırılmasıyla;
- gazların kimyasal reaksiyonu yoluyla - karbon içeren ve yardımcı.
Mikroelektronik, plastik, otomotiv parçaları ve diğer birçok malzemede kullanılırlar.
Karbon nanotüpler
Fotoğraf: wikipedia.org
Nanotüplerin seri üretimini yaratma girişimiAlman ilaç firması Bayer tarafından yapılan ilk grafenlerden biriydi. Yılda 60 ton üretim yapan pilot tesis 2007 yılında faaliyete geçmiş olup, 2010 yılında tam üretime geçilerek yıllık 500 ton üretim yapılması planlanmıştır. Tüpler, yüksek sıcaklıklarda karbon içeren gazdan kataliz edilerek sentezlendi, ancak yalnızca çok duvarlı tüpler elde edildi - grafen değil, grafit tüpler. Grafit, grafen kadar güçlü veya esnek değildi ve tüpleri katmanlara ayırmak zor ve pahalıydı, bu nedenle Bayer'in ürünleri yüksek talep görmedi ve firma projeyi 2013'te kapattı.
Fransız Arkema şirketi planladıyılda 400 ton nanotüp, Çin CNano - 500 ton üretmek. Dünyada yaklaşık 40 kuruluş seri üretime geçmeye çalıştı ancak her sayısında tek cidarlı tüp almayı başaramadı.
Şu anda, Japon Zeon şirketi tarafından üretiliyorlar, ancak yılda yaklaşık bir ton boru üretiyor ve kilogram başına 10 dolara satıyor.
Yuri Koropachinsky'ye göre malzeme şuna benzer:yapışkan siyah ağ. Havadan 10 kat, sudan 100 kat daha hafiftir. Sadece özel bir şekilde sentezlenmemeli, aynı zamanda taşınmalıdır. Kurulum sadece bir reaktör değil, tüm işlemleri bağımsız olarak gerçekleştiren bir robot tesisidir. Bitmiş parçalanan malzeme, döngünün sonunda ayrı bir kaba gönderilir.
Fikirler ülkesi, mutluluğun telefonu ve 2 milyon dolar
2000'lerin ortasında, Yuri KoropachinskyBirçok iş projesine ara verdi, tüm varlıklarını sattı ve Avustralya'da yaşamaya başladı. Alınan fonlar çalışmak ve rahat yaşamak için yeterliydi, ancak 2006'da işe geri dönmeye karar verdi, çünkü şöyle düşündü: çalışmayan bir baba oğlu için kötü bir örnek.
Yuri Koropachinsky— OCSiAl'ın kurucu ortağı ve başkanı.İş hayatına başlamadan önce SSCB Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi'nde çalışarak biyofizik alanında bilimsel araştırmalara katılmıştır. İlk risk sermayesi şirketini 1990'ların başında kurdu. 2004 yılında yatırım projelerinden birinden (20 bin çalışanı ve 230 milyon dolar ciroyla tarım makineleri üreticisi) başarıyla çıktıktan sonra, gelecek vaat eden yüksek teknoloji girişimlerine yatırım yapan SM.Group şirketini kurdu ve 2012'den beri OCSiAl'in yaratılmasına yol açan karbon nanomalzemelerine odaklandı.
Koropachinsky iş ortaklarınıönceki projeler - Yuri Zelvensky ve Oleg Kirillov - ve Novosibirsk'e gitti. Yüksek teknolojili bir işletmeye yatırım yapmaya başlamak istedi. RAS toplantısına katılırken Yuri, orijinal fikirler aradığını açıkladı.
Yuri Koropachinsky
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Ancak, son fikre göre, komutgirişimciler üç yıl devam etti. OCSiAl'ın gelecekteki kurucuları Novosibirsk, Tomsk, Krasnoyarsk ve Irkutsk'taki 23 araştırma enstitüsünden bilim adamları ile bir araya geldi. Her kurumla iletişime geçen ekip, yönetimden en orijinal icatları olan bilim insanlarıyla bir toplantı düzenlemesini istedi. Bu toplantılarda işadamları sordu: En iyi ne yapabilirsiniz ya da başka hiç kimse yapamaz? Bu soruya belirli bir cevap varsa, konu daha fazla tartışıldı.
Dolayısıyla fikir arayanlar 1500 seçeneği değerlendirdi,Fizibilite ve potansiyel pazarlarını incelemek için biraz para yatırdıkları fizik, kimya ve biyoloji alanlarında 364 proje tahsis etti. Yuri Koropachinsky, “Aralarında oldukça komik projeler vardı” diye hatırlıyor. - Örneğin, bir bilim adamı neşe dolu bir telefon sundu, hatta Rusya Federasyonu İletişim Bakanlığı'ndan bir onay aldı. Nasıl çalıştığını sordum ve cevapladı: "Tıpkı tüm cep telefonları gibi, sadece konuşmaya başladıklarında herkes mutludur." Sonuç olarak, 2 milyon dolar harcandı, şirket 12 projeyi dönüştürdü, ancak yine de Yuri hiçbiri gerçekten benzersiz diyemedi.
Akademisyen ve nanotüpler
2009 yılında, yatırımcılarla bir sonraki toplantıdaRusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Termofizik Enstitüsü Termofizik ve Güç Mühendisliği Uluslararası Bilim Merkezi Direktörü Mikhail Predtechensky Novosibirsk'e geldi. O zamana kadar 20 yıldır bilişim şirketleri (HP, Samsung) ve gaz endüstrisi (AirProducts) için teknolojiler yaratıyordu. Mikhail, neler yapabileceğiyle ilgili aynı soruya cevap verdi: "İşte bu" ve sorunu farklı bir şekilde tartışmayı önerdi: "Bana ne elde etmek istediğini söyle, ben de çığır açan bir teknoloji yapayım."
Mikhail Predtechensky ve Anatoly Chubais
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Uzun sohbetler sonucunda bilim adamı vegirişimciler, malzemelerin dönüştürülmesi ile çalışmaları gerektiğine karar verdiler. Aralık 2009'da, projeler hakkında düzenli bir konuşma sırasında Mikhail Predtechensky, nanotüplerin nasıl oluşturulacağını bildiğini söyledi. Çok hafif ancak dayanıklı olduklarını ve birçok malzemenin kalitesini iyileştirdiğini memnuniyetle açıkladı. Tek bir dezavantaj vardı - tek duvarlı karbon nanotüpler yalnızca laboratuvarda küçük miktarlarda elde edildi, bu yüzden çok pahalıydılar. Mikhail, bu boruları endüstriyel ölçekte üretmeyi önerdi.
Böylece, Şubat 2010'da, Mikhail Predtechensky'nin yöntemine göre grafen nanotüpler oluşturan OCSiAl şirketi açıldı.
Kader siyah noktalar ve Chubais
Predtechensky plazmada tüp yapmaya başladıkendisi de icat ettiği jeneratör. Daha önce çalıştığı tüm jeneratörlerin elektrotları hızla yandı. Üretim teknolojisinin kendisi OCSiAl'in ticari sırrı olmaya devam ediyor. Bunun için onları suçlamak zor; pazardaki rekabet yüksek ve benzersiz ürünlere sahip olmak büyük faydalar sağlıyor.
Plazma üreteci- elektrik akımı kullanılarak plazmanın üretildiği ve malzemelerin işlenmesinde kullanılan teknik bir cihaz.
Mikhail, yapmaya çalışma fikrini ortaya attı.sıvı elektrotlar, çünkü sıvı aşınmaz. İçinde eriyik bulunan, metalin eridiği, su birikintilerinin ortaya çıktığı ve arkın kapandığı banyolar arasında bir yay başlattı. Artık sıvı elektrotlu jeneratör, herhangi bir malzeme ile her zaman çalışabilir. Mikhail Predtechensky'nin resmi adı SWCNT olan (İngiliz Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerinden) grafen nanotüpler oluşturmak için kullandığı bu cihazdı.
OCSiAl laboratuvarı
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Grafen resmi olarak 2004'te açık kabul ediliyor. Öncüleri, bunun için Nobel Ödülü alan fizikçiler Andrey Geim ve Konstantin Novosyolov'du. Ama aslında bu madde hakkında 20. yüzyılda yazdılar. 1952'de fizikçi ve kimyager Leonid Radushkevich, sentezden sonra nanotüplerin mikroskobik görüntülerini elde etti. Ve 1977'de, SSCB Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kataliz Enstitüsü'nün bilim adamları, dehidrojenasyon katalizörleriyle yapılan deneyler sırasında mikroskop altında karbon silindirleri keşfettiler. 1991'de Japon fizikçi Sumio Iijima bu tür nanotüplerin keşfi hakkında yazdı.
Daha önce de belirtildiği gibi, teknolojinin tam bir açıklamasıgizli tutulur, ancak genel ilke şu şekildedir: 1000 ° C ve daha yüksek sıcaklığa kadar ısıtılmış hidrokarbonlardan (metan ve benzeri gazlar) çıkan bir gazda uçarak jeneratördeki substrat üzerinde nanopartiküller oluşur. Her nanopartikülde bir grafen nanotüp büyür. Sentez, kurulumun içinde gerçekleşir.
Üretim patentlidir. Seri üretimin temel prensibi, ürünlerin fiyatını 1-2 dolara düşürmekti.
Çok duvarlı karbon nanotüpler sentezlenirdaha hızlı ve daha kolay, ancak iletkenlikleri, esneklikleri ve mukavemetleri tek duvarlı olanlardan çok daha düşüktür, bu da malzemeye büyük miktarlarda eklenmeleri gerektiği anlamına gelir: Malzemenin özelliklerini iyileştirmek için tek duvarlı nanotüplerin yüzde birinin yüzde biri yeterlidir, o zaman çok duvarlı nanotüpler yüzde onlarca gerektirir. Ek olarak, malzemelere çok katmanlı tüpler eklemenin zor olduğu ortaya çıktı. Bunlar, çözülmesi zor ve pahalı olan sıkıca iç içe geçmiş tüplerin düğümleridir ve sarılmamış tüplerden gelen toz, malzemelere gerekli iletkenliği ve gücü vermez ve çok az satın alınmıştır. Bu nedenle, OCSiAl'ın çok katmanlı tüpler (Bayer, Arkema ve diğerleri) üreten rakipleri, kârsızlıklarından dolayı üretimlerini kısmak zorunda kaldılar.
Anatoly Chubais
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Mikhail'in enstalasyonundaki ilk partinin sentezi içinÖncü bir ay kaldı. Çok azı vardı - filtrenin beyaz arka planında birkaç siyah nokta, ancak özel bir mikroskop bunların tek duvarlı tüpler olduğunu gösterdi. Sonraki iki yıl içinde, OCSiAl gelişime 20 milyon dolar katkıda bulundu, ancak daha fazla yatırım gerekiyordu ve 2011'de "lekeli" bir filtreyle Yuri, Rusnano'nun başına Anatoly Chubais gitti.
Chubais temsilcinin güvenini kazandıOCSiAl. Rusnano 20 milyon dolarlık yatırım yaptı; bu, üçüncü taraf yatırımlarının ilkiydi. Şirket, bu yatırımları kullanarak kurucuların anavatanı Novosibirsk'te ilk sentez tesisi Graphetron 1.0'ı kurdu.
Tırmanmak
Alıcı bulmak ayrı bir zorluktu. Şirketin kurucusu, "Çok çaba ve para gerektiriyor" diye şikayet ediyor. - Ancak potansiyel bir alıcıya nanotüplerin özellikle ürünleri üzerindeki etkisini göstermek gerekir. Bunu nasıl yaparız? Malzemeyi alıyoruz, nanotüplerin on binde birini ekliyoruz ve tamamen farklı bir malzeme elde ediyoruz. "
Nanotüpler malzemeye eşit olarak dağıtılırve güçlendirici ve elektriksel olarak iletken bir ağ oluşturun. Örneğin, lityum iyon pillerin yapıldığı malzemeye tek duvarlı nanotüpler eklerseniz, elektrik akımını daha iyi iletmeye başlar, bu da pillerin daha uzun süre şarj tutması anlamına gelir.
İlk reklam hamlesi, ücretsizfarklı malzeme üreticilerine örnekler. Bir gram birkaç bin Rus ve yabancı şirkete gönderildi, çoğu ilgilendi ve yanıt verdi. İlk CNT, kompozitlerin ve iletken kaplamaların gücünü artırmak için bir Koreli şirket tarafından satın alındı. OCSiAl yönetimi, promosyonun yalnızca malzemelere tek duvarlı boru eklemenin faydalarını göstererek etkili olacağını fark etti. Graphetron'un bitişiğinde şirket, grafen nanotüpler dahil çeşitli malzemeler üretmeye başladığı bir Prototipleme Merkezi açtı.
Tek cidarlı karbon borular kullanan lastik
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Örneğin, şirketin bilim adamları bir teknoloji geliştirdiCNT ile kendiliğinden yayılan zeminlerin üretimi ve imalat şirketlerine ücretsiz olarak aktarılması, sonuç olarak Rusya'daki bu tür döşemelerin% 80'i kullanılarak oluşturulmuştur. Tek duvarlı karbon nanotüplerin eklendiği malzemelerden yapılmış kendinden yayılan zeminler iyi elektrik iletkenliğine sahiptir, ayrıca nanotüpler malzemelerin rengini, viskozitelerini ve yayılabilirliklerini değiştirmez, bu nedenle kendiliğinden yayılan zeminlerin imalatında malzeme tüketimi artmaz.
Yaratma teknolojilerifiberglas borular ve güçlendirilmiş asfalt. Fiberglas borular için fiberglasın yapıldığı reçineye CNT'nin eklenmesi, malzemeye hacimsel ve tekdüze bir iletkenlik verir, bu da patlayıcı endüstrilerde (örneğin kömür endüstrisinde) kaza riskini azaltır ve borular% 15 daha güçlü hale gelir. Karbon nanotüp içeren bitümden yapılan asfalt betonu tekerlek izlerine% 67,5, çatlamaya% 67,5 daha dirençli hale gelir.
Başlangıçta nanotüpler şu şekilde üretildi:toz, ancak OCSiAl laboratuvarları malzemelere daha kolay eklenmesi için konsantreler ve süspansiyonlar üretmeye başladı. Şimdi OCSiAl'in ikinci önemli ürünü TUBALL MATRIX konsantreleri ve dağılmış nanotüpler içeren süspansiyonlardır. Nanotüplerle tozun malzemelere eklenmesi ve herhangi bir malzeme üzerine eşit şekilde dağıtılması oldukça zordur ve eşit olmayan dağıtım, CNT ekleme etkisi yaratmayacaktır. Bu nedenle OCSiAl uzmanları halihazırda dağıtılmış nanotüplerle konsantreler ve süspansiyonlar oluşturmaya karar verdi. Bu amaçla dönüşümlü olarak mekanik ve ultrasonik dağılım yöntemlerini kullanan özel bir ultrasonik kurulum TUBBOX geliştirildi. Mekanik dağılım homojen karışımlar üretirken, ultrasonik dağılım nano ölçekteki nanotüp demetlerini tek tek nesnelere ayırır.
Malzemeye eklenen TUBALL'un% 0,01'i matrisi üzerinde eşit olarak dağıtılır ve takviye edici ve elektriksel olarak iletken özelliklere sahip üç boyutlu bir ağ oluşturur.
OCSiAl öncelikle pazar odaklıdırSilikon anotlara nanotüplerin eklendiği lityum iyon piller, lastikler, asfalt yüzeyler, kompozitler ve kaplamalar pazarı. 2019 yılında ürünler Rus Eco Group şirketi tarafından satın alınarak asfalta eklendi: yapıştırıcı katkı maddeleri kullanılarak bitüme %0,025 nanotüpler eklendi ve asfalt betonuna eklendi. M4 Don federal otoyolunun bir bölümü yeni malzemeyle döşendi, gelecekte yol ağının nanotüplerden yapılmış bir kaplamayla döşenmesi planlanıyor.>
Halihazırda TUBALL kullananlar arasında Ruskonveyör bantları için poliüretan miller üreten Unicom-Service kuruluşu (antistatik özellikler için %0,3 TUBALL MATRIX konsantresi ekler), petrol platformları için Çinli matkap ucu üreticisi Orient Energy & Technology Ltd (matkaplarda statorun esnekliği için kauçuğa konsantrenin% 1,7'si eklenir), Rus cam kap üreticisi "Ekran" (püskürtme için sıvıya nanotüpler ekler).
Rusya'da, potansiyelin% 2'sinden fazlası yoktumüşterileri için OCSiAl ABD, Avrupa ve Asya'da ofisler açmaya başladı. Şu anda şirketin tüm dünyada 600 düzenli müşterisi var, 2.000'den fazla şirket nanotüpleri test ediyor, ürünlerin% 90'ından fazlası ihraç ediliyor.
Tek boynuzlu at ve yeni çağ
2019 yılında A&NN yatırım grubu satın aldı%0,5 hisseye sahip oldu ve işletmenin değerini bir milyar olarak belirledi. Bu sayede OCSiAl, henüz kayıplarının üstesinden gelemeyen ancak halihazırda 1 milyar dolarlık bir piyasa değeri almış olan yeni şirketler olan tek boynuzlu atlar listesine girdi.
Anatoly Chubais ve Yuri Koropachinsky
Fotoğraf OCSiAl'ın izniyle
Graphetron 50'nin açılışında Anatoly Chubais şunları söyledi:“OCSiAl, insan malzemelerinde yeni bir çağ yaratıyor. Bunlar, neredeyse her malzemeye eklendiğinde mukavemeti ve elektriksel özellikleri artıran tek duvarlı bir karbon allotropunun harika özellikleridir. Bugün yapılanların hepsi, dünyadaki reel sektörde küresel malzeme yenilenmesinin üzerinde durduğu yolun yalnızca başlangıcıdır. Küstah ve saldırgan genç bir girişimci bana yaklaştığında, o dürüst gözlere baktım ve bunu başarabileceğine karar verdim. "
Şirket şu anda 45'te temsil edilmektedirAvrupa ve Asya ülkeleri. Aynı zamanda Lüksemburg'da merkez ofis açıldı. OCSiAl, 2023 yılına kadar burada bir reaktör inşa etmeyi, yılda 100 ton üretim yapmayı ve tüm gelişmiş ülkelerde reaktörler inşa etmeyi planlıyor.
"OCSiAl aslında bir Lüksemburg şirketidir, -Yuri açıklıyor. - Fikri mülkiyeti korumak için İngiliz kanunlarını anlamanız, dünyanın her yerindeki tüketicileri ve yatırımcıları hedeflemeniz gerekir. ABD ve Avrupa, üretimimizin% 25'ini tüketiyor, bu nedenle üretimimizi ana tüketiciye yaklaştırıyoruz. Ek olarak, büyük şirketler farklı ülkelerden malzeme almak istiyor. Bu nedenle, farklı konumlara ihtiyacımız var. "
Ayrıca bakınız:
— COVID-19'un yeni mutasyonu bir kişiye 8 kat daha hızlı bulaşıyor ve bağışıklık sistemi tarafından "görülmüyor"
— Aynı derecede dev bir kalamarın acısını çeken dev köpekbalığına bakın!
— Bir kadının yumurtası spermi “seçebilir”: Sahibinin onunla hiçbir ilgisi yoktur