Российские ученые из Академпарка создают материалы будущего

21 октября 2016 8:36

Академпарк запустил новый проект – открытый лекторий. Первый спикер – член-корреспондент РАН Михаил Предтеченский, автор уникальной технологии промышленного синтеза одностенных углеродных нанотрубок, рассказал о том, как российские ученые создают материалы будущего и спасают планету, работая над сокращением выбросов CO2.

Лекторий Академпарка впервые прошел в День открытых дверей. Его первым спикером стал Михаил Предтеченский, д.ф.-м.н., член-корреспондент РАН и автор первой в мире технологии промышленного синтеза одностенных углеродных нанотрубок. Ученый рассказал собравшимся о том, как мировые производители используют продукт TUBALL, производимый отечественной компанией OCSiAl.

TUBALL содержит 80% одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT) и может использоваться в качестве универсальной добавки практически во все материалы. TUBALL способен повышать проводимость и улучшать физико-механические свойства полимеров, структурных композитов, резин, электродов литий-ионных аккумуляторов, алюминия, бетона и многих других материалов.

Например, если ввести 0,01% нанотрубок в электроды свинцового аккумулятора, срок его службы продлевается в 4 раза. Подобные результаты исследований новосибирских ученых находятся на уровне научных достижений мирового масштаба, а зачастую и превышают его.

Производство уникального продукта принадлежит компании OCSiAl и находится в Центре наномодифицированных материалов Академпарка. В 2015 году первая в мире промышленная установка синтеза одностенных углеродных нанотрубок Graphetron 1.0 синтезировала 1,2 тонны – больше, чем все производители за всю историю с момента открытия этого материала в 1991 году. В 2017 году OCSiAl планирует запуск установки Graphetron 50 мощностью до 50 тонн нанотрубок в год.

Изменение свойств материалов возникает при условии равномерного распределения нанотрубок в матрице материала. В этом случае они создают 3D сеть, не только обеспечивающую материал постоянной и равномерной электропроводимостью, но и упрочняющую его. Как рассказал Михаил Предтеченский, помимо создания промышленного метода синтеза его команда талантливых ученых разработала готовые технологии внесения нанотрубок в матрицы различных материалов. Подобные технологии – это новый этап в прикладной науке, когда ученые разрабатывают продукты, решающие конкретные важнейшие проблемы производителей, при этом максимально упрощающие процесс внедрения инновационных решений в производственные процессы.

Для этих целей OCSiAl в 2015 году в Академгородке запустила TUBALL^тм Центр – не имеющую аналогов научно-производственную площадку для создания индустриальных технологий, инжиниринга и прототипирования наномодицицированных материалов. TUBALL^тм Центр площадью 400 квадратных метров оснащен 150 единицами лабораторного и производственного оборудования для исследования свойств нанотрубок, а также прототипирования материалов по 5 основным направлениям: эластомеры, термопласты, реактопласты, электрохимические источники тока и прозрачные электроды. Уникальная команда из 23 научных сотрудников, среди которых 3 доктора и 9 кандидатов наук с опытом работы в различных областях физики и химии, разработала концентраты для большинства существующих материалов. «Производители берут эти суспензии, «вливают» нанотрубки в емкость со своим, к примеру, пластиком, и на выходе получают материал, обладающий новыми качествами. При этом состав и технология изготовления практически не меняются», – пояснил Предтеченский.

Более 850 компаний из 37 стран мира ведут разработки материалов на основе новосибирских нанотрубок и технологий их внесения. Так, крупнейший в мире производитель LFP (литий–железо–фосфат) – активного катодного материала для литий-ионных источников тока – Alees (Тайвань) зафиксировал увеличение энергоемкости источников тока на недостижимые для этой индустрии ранее 10%. Корейская компания CM Partner выпустила первый серийный элекробайк, в аккумуляторах которого также применяются одностенные углеродные нанотрубки OCSiAl. Более 70% производителей силиконов в мире, среди которых крупнейшие Momentive, Wacker, Bluestar Silicones, испытывают технологию внесения нанотрубок в силиконы, разработанную новосибирскими учеными.

Не меньший интерес к внедрению инновационных технологий проявляют отечественные компании. Так, например, новосибирскому заводу «Экран» удалось значительно сократить брак стеклотары благодаря нанотрубкам OCSiAl. Крупный российский производитель ТЕОХИМ производит и успешно реализует антистатические эпоксидные полы, добавляя лишь 0.01% нанотрубок TUBALL. В области шин OCSiAl совместно с компанией «ОРГХИМ», разработали универсальный продукт для протекторных резин, позволяющий снизить потери на качение и повысить сцепление с дорогой при сохранении технологии производства и прочих параметров шин.

Для дальнейшего развития человечество неизбежно должно перейти на более энергоэффективные, легкие и прочные материалы. Команда новосибирских ученых сумела не только изобрести метод создания новых материалов, но и сохранить лидерство в разработке прикладных применений научных открытий.

Источник: http://www.academpark.com/press_center/news/22664/