Центр маркетинговой компетенции в области чистых технологий маркетинговой группы «Текарт»
+7 (495) 790 75 91 #133 Оставить заявку

Углеродные нанотрубки прошли свой путь от лабораторной разработки до популярного продукта

20.03.2017
Углеродные нанотрубки прошли свой путь от лабораторной разработки до популярного продукта

Александр Сербин, ведущий аналитик OCSiAl Group, рассказал нам об углеродных нанотрубках, их роли в мировой ситуации инновационных технологий.

Тема наноматериалов и нанотрубок в частности была на информационном подъеме в 2009–10 гг. на фоне работы «РОСНАНО». После этого информационное давление снизилось. Что за последние пять лет произошло в мире? 1.jpg

В современном мире, как правило, каждый раз создается определенная шумиха после значимых открытий: научные группы по всему миру берутся за активные исследования, резко увеличивается число публикаций и патентов, инновационные компании предпринимают попытки коммерциализации новинок. Все это активно освещается в СМИ, временами возникает даже избыточный ажиотаж. Через какое-то время большинство свойств и технологий исследуются и подробно описываются, возможности их применения реализуются на практике, и фокус плавно смещается к следующей «сенсации».

Именно так открытие нанотрубок в 1991 году было расценено как глобальное, знаковое свершение в истории человечества, и совершенно логично, что вокруг этой темы образовался колоссальный информационный всплеск, достигший своего пика на рубеже 2000-х годов.

За прошедшие 10 лет углеродные нанотрубки прошли свой путь от лабораторной разработки до популярного продукта, производимого тысячами тонн и широко применяемого в самых разных изделиях: композитных материалах, микроэлектронике, аккумуляторных батареях и т. д.

Открытие нанотрубок как нельзя кстати совпало с формированием в мире нового инновационно-технологического уклада, основу которого составляют информационные и коммуникационные технологии, нанотехнологии, биотехнологии, производство новых материалов. В России тема нанотрубок и наноматериалов получила широкое распространение именно благодаря деятельности «РОСНАНО» начиная с 2007 года.

Какова ситуация инновационных технологий в России?

С советских времен развитие высокотехнологичного комплекса было ограничено лишь ядерными технологиями, производством оружия и военной техники, жидкостных ракетных двигателей и некоторыми другими узкоспециализированными видами деятельности.  По мнению ряда экспертов, занимаемое Россией место на мировом рынке высокотехнологичной продукции не адекватно имеющемуся в стране интеллектуальному, образовательному и научному потенциалу.

В рейтинге конкурентоспособности стран мира (Global Competitiveness Index), включающем также оценку инновационного потенциала, Россия в 2009 году занимала 63 место среди 133 стран мира. Такая ситуация требовала экстренных мер, при этом главным источником успешного развития инновационной политики должно было стать государственное регулирование основных отраслевых процессов. Залогом успешного развития инновационной деятельности в России, как и в любой другой стране, являются прежде всего экономические, политические и социально-психологические факторы. Изменения произошли. За последние годы в стране достаточно активно создавались бизнес-инкубаторы и технопарки (например, Технопарк Академгородка, в котором расположена компания OCSiAl). Сформирован ряд программ финансовой поддержки, фонды технического развития и производственных инноваций.

В 2007 году в послании Федеральному собранию президент России Владимир Путин обозначил нанотехнологии в качестве одного из наиболее приоритетных направлений развития науки и техники и предложил учредить Российскую корпорацию нанотехнологий. Это и стало отправной точкой развития отечественной наноидустрии и популяризации этой темы в СМИ.

В качестве одного из проектов «РОСНАНО» я могу представить нашу компанию OCSiAl. Всего несколько лет потребовалось, чтобы воплотить идею в крупнейшее в мире производство одностенных углеродных нанотрубок, уникального модификатора для большинства известных сегодня материалов. Добавление даже сверхмалых количеств нанотрубок способно повышать проводимость и улучшать физико-механические свойства термопластичных полимеров, структурных композитов, резин, электродов литий-ионных аккумуляторов, алюминия, бетона и многих других материалов. 

Производство уникального продукта компании OCSiAl находится в Центре наномодифицированных материалов Технопарка (Академгородка) г. Новосибирска. В 2013 году запущена первая в мире промышленная установка синтеза одностенных углеродных нанотрубок Graphetron 1.0 мощностью 10 тонн, а уже в этом 2017 году мы планируем запуск установки Graphetron 50 мощностью до 50 тонн нанотрубок в год.

Главным конкурентным преимуществом OCSiAl является уникальная технология синтеза, разработанная ученым из Новосибирска Михаилом Предтеченским (д. ф.-м. н., член-корреспондент РАН). Эта технология имеет три ключевых отличия от всех других существующих на сегодняшний день технологий синтеза одностенных углеродных нанотрубок:

  • высокое качество материала;
  • возможность неограниченного масштабирования производства;
  • низкая себестоимость и, как следствие, конкурентная цена (в десятки раз ниже стоимости ближайшего конкурента в пересчете на 1 кг, при масштабировании производства этот разрыв будет увеличиваться).

В настоящий момент на долю OCSiAl приходится около 80% всех мощностей по синтезу одностенных углеродных нанотрубок в мире, и эта доля будет расти.

Для успешного продвижения продуктов на основе нанотрубок и развития отрасли в 2015 году компания OCSiAl в Академгородке запустила Центр прототипирования наноматериалов – не имеющую аналогов научно-производственную площадку для разработки промышленных технологий и создания наномодицицированных материалов и продукции на их основе. 

Подводя итоги, можно сказать, что результаты позитивных тенденций налицо: в 2016 году Россия занимает уже 43 место в рейтинге стран мира по показателю развития инноваций (Global Innovation Index), отыграв 20 позиций за 7 лет. И наша компания внесла в это вклад, доказав своим примером возможность и перспективность ведения в России бизнеса на основе инновационных технологий.

Какие сейчас основные области применения нанотрубок в промышленности? Какими они будут в перспективе?

Существующие области применения нанотрубок практически безграничны. С их помощью можно улучшить свойства практически всех известных материалов: сплавов, пластиков, резин, бетонов и т. д. В обозримом будущем придет время модифицированных материалов, когда до 75% всех вещей и материалов, которые нас окружают, будут содержать нанотрубки.

Основными препятствиями к широкому применению нанотрубок до недавнего времени оставались ограниченные масштабы производства и их цена. До 2013 года в мире синтезировалось всего несколько десятков килограммов одностенных нанотрубок, цена которых доходила до сотен тысяч долларов за килограмм. По сути, это было опытно-лабораторное производство, т. к. не было технологий промышленного синтеза.

Многостенные углеродные нанотрубки, которые как раз намного дешевле, производились сотнями тонн, но, к сожалению, не отвечали ключевым требованиям отраслей промышленности по ряду свойств. Чтобы достичь необходимых параметров, требовалось ввести в модифицируемый материал несколько процентов многостенных нанотрубок (для одностенных трубок это сотые доли процента), что негативно влияло на цвет, вязкость и прочие физико-механические свойства модифицируемых материалов.

Запустив первую в мире промышленную установку синтеза (Graphetron 1.0), мы сразу смогли производить одностенные углеродные нанотрубки тоннами, при этом снизив их цену почти в 50–100 раз — с сотен тысяч до 2000 долларов за килограмм.  Безграничная возможность масштабирования производства позволяет при необходимости увеличить синтез с существующих тонн до тысяч тонн в год, продолжая снижать цену. Соответственно, все больше и больше материалов можно будет улучшить с помощью нанотрубок при сохранении экономической эффективности. А значит, именно мы уже сейчас делаем первый шаг к началу эпохи модифицированных материалов.

Все комментарии
Комментировать
Введите число, которое видите на картинке