[Пояснение, 07 17 21 17:24: Для удивляющихся/ возмущающихся по поводу отсутствия ответов на многие вопросы, в конце статьи есть приписочка, - "Продолжение следует". Нельзя/не нужно же всё по сложному вопросу в одну статью впихивать] И все деды-бабы, мировые мажоры, по кустам разбрелись, - не слышно их и не видно... С момента создания «Оксиал» прошло уже больше десятилетия, но и широкая публика, и даже часть публики «узкой» имеют о сути вопроса смутное представление. Поэтому попытаюсь здесь обобщить основные факты относительно свойств производимого фирмой продукта, истории появления показанного на картинке «волшебного горшочка», а также вкратце описать нынешнее положение дел с варящейся в нём «кашей», - графеновыми нанотрубками.
Сперва вкратце о том, что такое эти самые нанотрубки. И чем отличаются друг от друга две их разновидности, - MWCNT и SWCNT.
Графеновые нанотрубки (или одностенные углеродные нанотрубки) представляют собой свернутые в трубку графеновые плоскости. Уникальные физические свойства делают их универсальной добавкой, с помощью которой можно улучшить удельные свойства 70% базовых материалов.
Несмотря на схожие названия, одностенные и многостенные углеродные нанотрубки отличаются по своим свойствам и влиянию на материалы так же, как графен (однослойный углерод) отличается от графита (многослойного углерода).
|
MWCNT Многостенные углеродные нанотрубки
|
SWCNT Одностенные углеродные нанотрубки (они же, - графеновые нанотрубки) |
|
Жесткие и короткие |
Гибкие и длинные |
|
Эффективная концентрация 0,5–5% |
Эффективная концентрация от 0,01% |
|
Позволяют производить только черные проводящие материалы |
Позволяют производить проводящие материалы любого цвета |
|
Не позволяют производить проводящие прозрачные материалы |
Позволяют производить проводящие прозрачные материалы |
|
Требуют высокой концентрации, что может привести к ухудшению механических свойств |
Сохраняют или улучшают механические свойства материалов |
Уникальные свойства графеновых нанотрубок
Совместимы практически со всеми материалами
Уникальное отношение длины к диаметру
Средний размер графеновых трубок — 1,5—2 нанометра. Поперечный размер — в один атом, а вот длина у него по соотношению к поперечному размеру рекордная, 5 микрон. Если бы такое соотношение было у волоса, его длина равнялась бы 50 метрам. (https://incrussia.ru/specials/ocsial/)
До 1600°C - термическая стабильность в вакууме
Высокая электропроводность
Прочнее стали
Почему человечество не использовало нанотрубки раньше?
Нанотрубки — «материал будущего», с которым связывают совершение новой технологической революции, — не изобретены человеком. Нанотрубки — природный феномен. Не преувеличением будет сказать, что они окружали человека всегда. Нанотрубки образуются в природе при неполном горении углерода, поэтому на пепелищах лесных пожаров можно найти тысячи тонн нанотрубок.
Следы графеновых нанотрубок найдены в дамасской стали. А также в древней китайской туши
В 1976 году, в ходе научных исследований в Орлеанском Университете, японский ученый Моринобу Эндо открыл углеродные нанотрубки
Что касается нанотрубок графеновых, то многие годы исследований подтвердили, что он являются универсальной добавкой для большинства материалов, существующих на Земле.
Несмотря на это, нанотрубки не использовались в промышленности из-за отсутствия технологии их массового производства и, как следствие, высокой цены.
Промышленный масштаб
Сумев очень быстро наладить производство графеновых нанотрубок в промышленном масштабе, команда Михаила Предтеченского обрушила их цену в десятки раз. Благодаря чему, и впервые в истории, их применение стало экономически целесообразно во множестве отраслей промышленности.
До 2014 года мировое производство углеродных нанотрубок в год ~ 100 кг ( и то, - в основном на словах) Цена = 150 тысяч долларов за 1 кг (150 миллионов долларов за тонну!)
В 2020 году производилось графеновых нанотрубок в год ~ 80 000 кг (и фактически всё, - в двух сибирских «волшебных горшочках»). Цена = 2 тысячи долларов за 1 кг ( - shed: А ведь какой облом для мировых мажоров, - им грезилось, что по старой-то цене они огромные деньжищи будут каждый год загребать! Пичалька, правда, в том, что по старой цене эти нанотрубки никому нафиг не сдавались:) )
TUBALL™ — единственный аддитив, добавление всего 0,01% которого в материалы способно радикально изменить их свойства. Но как это возможно?
При распределении в матрице материала, графеновые нанотрубки формируют трехмерную армирующую и проводящую сеть. Она-то и является механизмом достижения новых свойств. Рекордное отношение длины к диаметру позволяет графеновым нанотрубкам создавать 3D-сеть при чрезвычайно низких концентрациях.
Именно поэтому в отличие от других проводящих и упрочняющих добавок, TUBALL™ оказывает минимальное воздействие на цвет и другие ключевые свойства материалов.
https://ocsial.com/ru/nanotubes/
В 2013 году компания OCSiAl запустила свою первую установку для производства таких графеновых нанотрубок под названием Graphetron 1.0. Бренд получил название TUBALL. Спустя год установка синтезировала уже 500 кг нанотрубок, а к 2019 году производство достигло 25 тонн в год ( способность «горшочка» к масштабированию производства, то есть, к многократному увеличению количества «каши», - просто феноменальная - shed ).
Строительство второй установки, - Graphetron 50 - началось в 2016 году. В 2019 году она работала в тестовом режиме, но уже в начале 2020 года вышла на производственную мощность в 50 тонн. Теперь OCSiAl может производить около 80 тонн одностенных нанотрубок из графена ежегодно. Объемы получаются колоссальные (а учитывая возможность масштабирования объёмов, в перспективе суперколосальные, - - shed ), - если сравнивать с зарубежными попытками производства графеновых нанотрубок.
Попытку создать массовое производство нанотрубок из графена одной из первых предприняла немецкая фармацевтическая фирма Bayer. Пилотная установка, производящая 60 тонн в год, заработала в 2007 году, а в 2010 году открылось полное производство, планировалось выпускать 500 тонн ежегодно. Трубки синтезировали путем катализа из углеродсодержащего газа при высоких температурах, но получались лишь многостенные — не графеновые, а графитовые нанотрубки.
Графит не был таким прочным и гибким, как графен, а разделять трубки на слои [ скорее всего в тексте имелось в виду: «разделять слипшиеся клубки нанотрубок на отдельные нанотрубки» - shed ] было сложно и дорого, поэтому продукция Bayer не пользовалась большим спросом, и в 2013 году фирма закрыла проект.
Кроме Bayer, одностенные нанотрубки пытались массово производить французская Arkema (400 тонн в год), китайская CNano (500 тонн в год) и около 40 других компаний в разных странах, но производство таких нанотрубок удалось лишь OCSiAl. Да еще японской компании Zeon.
Которая производит одностенные нанотрубки и в настоящее время, но лишь в количестве около тонны, а продаёт их в 3-5 раз дороже, чем «Оксиал», - по $10 за грамм [а значит, на стороне Оксиал и объёмы производства и цена - shed ]...
https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fhightech.fm%2F2020%2F06%2F17%2Focsial-graphen-tubes
Посты до-того:
https://aftershock.news/?q=node/995760
О том, кто и как не любит пророков в своём отечестве
https://aftershock.news/?q=node/995445
О том, как Китай сосредотачивается (под призывом «Вставай, страна огромная!»), стремясь устранить свою зависимость от поставок чипов «высшей лиги» из Америки и из стран-вассалов. И о возможной положительной роли команды мозговитого изобретателя из Новосибирска в борьбе Китая с Америкой на этом фронте.
https://aftershock.news/?q=node/994238
О соотношении сил Китая и США в Реальной Экономике: полная ж.па для США вырисовывается.
https://aftershock.news/?q=node/993462
О том, как технологии «Хуавей» начинают работать и в высях небесных, и на бренной земле. О том, как Бриташка из-за распрей с «Хуавей» потеряет многие десятки миллиардов фунтов стерлингов, и о том, почему на защиту компании Жэнь Чжэнфэя встал бывший глава Бритиш Телеком. И почему глава Эриксон намекает на возможный уход из родной Швеции. О том, чего удалось добиться «Хуавей», но не удалось никому из мировых грандов, - ни Apple, ни Google, ни Microsoft, ни Samsung. Несмотря на все их старания.
https://aftershock.news/?q=node/989568
О двух почти близнецах-братьях, и о том, как они друг другу помогают. О том, почему количество разработчиков, использующих Harmony OS, к концу 2021 года перевалит за миллион. О том, чего не сумели сделать гранды Ай-Тишного Запада, и чего добиться удалось компании Жэнь Чжэнфэя.
https://aftershock.news/?q=node/986801
О том, как полусекретно и довольно спешно принимался Китаем Антисанкционный Закон и об его (Закона) основных положениях.
https://aftershock.news/?q=node/985424
О том, что, - по мнению Питера Дракера – «Сити XIX века был творением иммигранта из Германии Натана Ротшильда». И о том, насколько тернист был путь творца и его братишек, во главе с Крёстным отцом, к их признанию
https://aftershock.news/?q=node/984517
Как Ротшильды от убаюкивающей сторонний мир Колыбельной к более бравурной мелодии переходить стали. О некоторых рубежах их пути на том этапе.
https://aftershock.news/?q=node/981864
О «Колыбельной» в исполнении ОПГ Ротшильдов, о том, как у них всё «шло, как полагается, всё на надлежащем рубеже». О том, кто стал первым Ротшильдом, проникшим в финансовые структуры двора принца Вильгельма Гессенского. То есть, в «сумеречную зону, в зону посвященных», где игра идет по особым правилам, дающим человеку тем большее преимущество над остальными, чем больше он посвящен в скрытые от других тайны этой зоны (~с). И о первой крови, на которой Ротшильды вместе с Вильгельмом стали деньги зарабатывать.
Продолжение следует...
Комментарии
Вот толтпо не раз доказано токсическое действие сего на клеточную стенку!
Вот кстати да. Подобная мелочь в плане здоровья может весьма своеобразно сказаться, по подобию асбестовой пыли.
Как утилизировать материалы с нанотрубками будем?
Касаемо асбеста - он ведь разный бывает.
Бывает. Вреднее тот, что пылит мельче. К которому нанотрубки ближе, если используется приставка "нано-"?
Я, на АШ, как-то описывал это дело. Лениво искать.
Да я в курсе... В общем, бузинэс - ничего личного. Но больше всего виноваты не западные пидорасы, у тех действительно - бузинэс, а пидорасы наши. Эти пидорасы уже идейные.
Спорный вопрос. Ведь финансовую мотивацию "идейных" никто не отменял.
А бабло любым способом у них и есть идея. И ли Вы до сих пор верите, что их цель - демократия? Это было бы наивно с Вашей стороны.
Точно так же как материалы с сажей. И сажу вообще.
В чистой саже есть и одностенные, и многостенные нанотрубки, и фуллерены, и фуллериты, и графен. И в процетном отношении их там больше, чем в модифицированных материалах.
А так, принципиально, проблема есть, да.
Если бы сии нанотрубки были сажевой размерности, то от них проку бы не было.
По токсичности и канцерогенности короткие трубки из сажи гораздо хуже. Опасны концы нанотрубок. А у коротких концов на единицу массы больше.
Клетки успешно пожирают нанотрубки и выводях их через пару дней в виде аморфного углерода.
Зависит от того что за нанотрубки. Для одних сжиганием для других вплоть до повторного применения. Для третьих высокотемпературная плазма потребуется и циклический процесс.
Вроде как у автора написано про то что на любом лесном пожаре можно найти нанотрубки.
Наверняка и в любом мангале, а может и на любом куске мяса пожаренном в этом самом мангале.
И совершенно точно можно найти графен если как следует писать или рисовать обычным простым карандашом. Если мне не изменяет память, то первые образцы графена как раз получали с помощью простого карандаша и скотча.
Как то человечество справляется с его утилизацией.
"Нанотрубки — природный феномен. Не преувеличением будет сказать, что они окружали человека всегда. Нанотрубки образуются в природе при неполном горении углерода, поэтому на пепелищах лесных пожаров можно найти тысячи тонн нанотрубок."
И ничего, живем как-то )
Что называется... "убил оппонента наповал". Причём, легко, изящно и непринуждённо.
Ещё проще, при сгорании некоторых углеводородов они есть. От метана при определённых условиях до обычных свечей в церквях как и на налёте на иконах должны быть.
Я был свидетелем результатов только что произошедшего чуда когда произошёл lift-off процесс обновления - на деле на границе красочного слоя создались условия при жёстком УФ излучении оттуда, чобы отколось - УНТ вхходили в некоторые составы для нанолитографии в частности в фоторезисты и как раз промежуточный слой предлагал для лучшего откола, с пониченным числом дефектов откалываемой структуры, хотя и тут можно было и другие материалы иметь, как и технологически решить задачу. Широкий диапазон "впитывания" излучения, возможность селективности и другое. Можно ПРЯМО лучом, от МРИ до ВУФ или электронным пучком, некоторыми другими делать вместо десятков операций ОДНОЙ слой рабочий чипа.
УНТ однослойные в т.ч., торчком стоящие и точно калиброванные интересны для эффективных электродов для дисплеев смартфонов в ваших карманах. Те же корейцы применяют.
Сами покрытия графеновые относительно прозрачны, есть условия когда их также можно травить излучением. GO т.к. это полупроводник можно лучше чем травить - менять структуру создавая на плоскости истинно планарный чип. Опять же вместо десятков операций на слой, на чип тысячи. Технология математически была французами в начале 1990-х ещё предложена. Также были по клеточныхм автоматам плоским в США работы, что-то в СССР/РФ.
Первый раз в 2011 мне удалось после определённой обработке в сонохимической реакторе получить смесь дававшую вспененный армированный на микроуровне волокнами арамида а на другим нанокомпонентом - свойства, в частности модуль упругости арамид-арамидного композита возрос в 1,5 раза удельная прочность при радиопрозрачности - 0,9 от прочности углепластика с вертолётной лопасти, вполне приличного.
Я к тому что рекордные прочность графена или борофена не дают всегда возможность получать материал с рекордными ТТХ, часто есть куда более дешёвые решения - та добавка примерно 30 евро за кг стоит и для других целей применяется. Более того нанокомпзит меняет под действиемм двух факторов без больших затрат энергии свою жётскость от того что крыла обшивку можно скатать в рулон до жёсткой корки для высоких скоростей, планировал для высотного БПЛА применять постоянного полёта. Как и ранее в 2005 придумал как иметь другие нанокомпозиты БЕЗ УНТ с возможностью изменения физических свойств, в т.ч. гелирование под воздействием ран при внутриматочных кровотечениях - причина смерти десятков процентов рожениц в РФ на то время.
Вы как то писали об асфальте с графеном. Это интересно. М где можно ознакомиться с результатами.
А то как то звучит - "Закатали в асфальт"!
////Именно здесь проводятся, например, упомянутые выше исследования по использованию высокопрочного бетона с графеновыми добавками, упрочненного графеном асфальта.////
Рынка сбыта похоже нет. Иначе налетели бы чайки и этот супернаномега варили бы в каждой китайской деревне прямо в хотпотах.
Ну вот берём 80 тонн. Это по самому оптимистичному сценарию позволяет изготовить 800 тысяч тонн армированного и проводящего итогового материала в год. О чём это? Это годовой объем провинциального песчаного карьера, для сравнения. В мировом масштабе ни о чем.
Значит никому, по большому счету эти материалы не нужны.
Пока не нужны, или совсем не нужны - вопрос открытый и дискуссионный. Тем не менее прямо сейчас не нужны.
ЗЫ. Да и цена все равно конь. 20 центов на кило плюс к цене итогового материала не считая работы по армированию, логистики и мер безопасности.
Да, за такую цену массово не нужны. Потому что для массового потребителя подобная прочность материалов избыточна в их экономике.
А вот для военки, где важна не цена, а та самая суперпрочность, востребовано. Не удивлюсь, если МО РФ и выкупает основной объем продукции новосибирцев.
Не думаю. Военные это практики. Им нужно дешево, надёжно и если завтра война, то масштабируемо в разы за недели.
Зависеть от одного поставщика материалов? Да за такие контракты контрразведка высушит и залюбит. Тем более с иностранной юрисдикцией
Завод-то на своей территории.
«Если что» — не до сантиментов же уже. Национализируется (например) мгновенно (временно, допустим), а юрисдикция на это время идёт лесом.
Не думаю, что это такая уж проблема.
Проблема. Ключевой персонал достает из кармана дипломатические паспорта Зимбабве и уезжает в Люксембург. Второй отдел к частной компании из Люксембурга прикрутить тяжело.
Собственно поэтому сейчас и пытаются все оборонное импортозаместить. Даже если заводы, вроде как, стоят на нашей земле.
Ну это как раз наше производство, а руководство никогда не демонстрировпло желания «свинтить в Папуа».
Главное, не проблема в случае необходимости построить ещё несколько.
В общем, тут особых поводов для беспокойства и нету. Конечно, это лишь моё непроыессиональное мнение.
В смертфонах и прочей горячей электронике теплопроводные листы очень тонкие и как раз из
графитаграфена."Компания Panasonic Industrial разработала инновационное решение – искусственный графитовый материал PGS, который обеспечивает теплоотвод с эффективностью в 8 раз превышающей алюминиевые и в 5 раз медные радиаторы – от 400 до 1950 Вт/(м*К). Но не спешите удивляться высокой эффективности. Кроме этого новый материал сверхлегкий, сверхплоский (до 10мкм), может гнуться и вырезаться под компонент любого размера. Теплоотвод осуществляется как в проекции X-Y, так и Z. Другими словами, обычные материалы отводят тепло (передают от источника нагрева к радиатору), а PGS листы рассеивают его."
https://www.platan.ru/company/article4.shtml
Ниочем это, все равно придется греть воздух
Но медь для изготовления того же теплораспределителя была бы нужна намного толще и тяжелее.
Это как алмазы, только с изотропией и регулируемыми свойствами.
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36613789
"О НЕКОТОРЫХ ПРИМЕНЕНИЯХ АЛМАЗОВ В СИЛОВОЙ ОПТИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ"
Единицы процентов имеют смысл когда или рядом с "даром", или когда цена уже пофиг
Там каждый грамм, градус температуры и миллиметр размера позволяет получить конкурентные преимущества, запихать больше функций: https://www.ixbt.com/news/2021/05/07/5-9-169-snapdragon-888-16-64-asus-z...
Рынок сбыта на имеющеемя - есть. Продаёт абсолютно всё. И ещё раз в 50 больше рынок съест.
Рынок съест хоть мегатонны, просто рынку сейчас нужно время для адаптации.
За этими словами есть цифры? Или можно уже усомниться?
Причины сомнений в комментарии выше...
А в чем сомнения? Нарастят объем, упадет цена. Упадет цена, увеличится спрос.
Эээ... какие именно цифры?
Всё, что производится сейчас - раскуплено. Свободно можно купить (или взять даром, для исследований) только лабораторные количества.
...
Сейчас однослойные нанотрубки массово производит только "Оксиал'. Ни у кого больше технологии с такой себе стоимостью нет. И они наращивают производство с максимально возможной для них скоростью. Попутно масштабируя установку.
Построят производство за границей, и появится там такая технология. Причем не только там где сами построили.
Интересно, используются ли графеновые трубки уже сегодня в нашем ВПК и в смежных отраслях, т.е. там, где есть стабильное гос-финансирование и масса задач по улучшению свойств материалов: от деталей авиа- и ракетных двигателей, до защитных покрытий ракет. Станкостроение, машиностроение вообще, и т.д (?). Есть ли такие попытки или хотя бы движение в эту сторону? Из обзора кажется, что все это пока заточено исключительно на экспорт, а не на внедрение в реальные, промышленные образцы в РФ.
Ну а откуда вы думаете в России внезапно появились новейшие вооружения, которые не может повторить больше никто? Причем именно в ракетной области, где прочностные характеристики материалов играют ключевую роль.
Я когда видел взлет Нудоли... Это какое-то сумасшествие, такая бешеная энергетика не реальна без прорывов в материаловедении.
А композитные крылья МС-21 откуда также внезапно появились?
Не надо хрени, а?
Нанотрубки тут не при чём вообще.
Вот кстати да!
Аэрокосмические технологии - это как раз то, где это востребовано и оправданно.
Потому как делать например особо прочных пластиковый корпус автомобиля по цене, как будто он из позолоченного титана - да кому это нужно?
А в том же строительстве есть куда как более простые, старые и масштабируемые технологии, но и те никому не нужны. Я про сверхтонкий помол, активирующий материалы. Разработка советская ещё сталинских времён, послевоенных. Офигенная технология, тысячекратно более простая, чем нанотехнологии. Не используется.
Пока почти нет.
Фишка в том, что они - да - прочные, но "гладкие". Качество их сцепления с матрицей не очень. И прочность итогового композита сильно меньше теоретической. Прикладная наука "размешивания" трубок в материалах сейчас только появляется, и по металлам и пластикам там всё очень непросто.
Сейчас основные объёмы идут туда, где нужно дёшево повысить электропроводность. Антистатические наливные полы сейчас больше 90% потребления. В перспективе - аккумуляторы.
...
Что касается повышения прочности, сейчас, НЯЗ, только один коммерческий клиент: китайцы, которые выпускают утончённую стеклотару. Там очень большой профит от небольшого повышения прочности и ударостойкости и снижения массы тары.
Все замечательно. А теперь попробуем равномерно но распределить 0.01% трубок в 200 кг каучук а.
Не получается? А то ж!
Добавлять до начала полимеризации. Не? Думаю, задачка по ТРИЗу...
Не. Там получишь совершенно непредсказуемый полимер.
Ну да. Есть решение. Простое. Думал, кто-нибудь догадается.
Использование т.н. "маточников". Т.е., делаем смесь из того же каучука с концентрацией трубок процентов 5-10. А уже ее добавляем к требуемой смеси.
"Разведение" можно повторить несколько раз.
Вот интересно, "Воронежсинтезкаучук" с трубками экспериментирует? Не может быть, чтобы мимо этой темы прошли. У них на территории новый цех построили и в прошлом году запустили по эластомерам...
Им-то это зачем?
Это воронежскому шинному (он еще живой?) стоит этим заморочиться. Или курскому РТИ (наверняка живой)
Так они же СИБУРовские, у них в холдинге НИОКРы очень даже практикуют. А Воронежский шинный в порядке, делает премиальный ассортимент для "Pirelli". И часть сырья берёт с "Воронежсинтезкаучук". Буду там осенью проездом, попробую узнать про трубки :)
Эти самые, как их, а вот! Гомеопаты и не такие процентажи могут!
Это решено.
Антистатическую резину сейчас выпускают уже, потенциально - огромный рынок.
Если немного погуглите, то увидите, что именно проблемой создания композитов ("размешивания") сейчас занято очень много людей. И "Оксиал" продаёт готовые составы для "разбодяживания" и внедрения в конкретные материалы.
Нанотрубки тоже можно купить, но кроме лабораторий в мизерных количествах их никто не покупает.
Страницы