Создание промышленного производства углеродных нанотрубок и углеродных нановолокон (стр. 1 )

Инновационный проект

Создание промышленного производства углеродных нанотрубок и углеродных нановолокон

Общество с ограниченной ответственностью

“Научно-технический центр “ГраНаТ”

Руководитель проекта – генеральный директор “НТЦ”ГраНаТ”

1.Аннотация

Нанотехнологии, в том числе и технологии производства углеродных наноматериалов, рассматриваются ведущими государствами как рычаг для приобретения мирового экономического, финансового, политического и военного господства. Развивающиеся страны рассматривают нанотехнологии как наиболее эффективный способ подъема своего промышленного производства и вхождения в мировой рынок с конкурентоспособной продукцией широкого применения. Это подтверждается принятием в 35 странах национальных программ по развитию этого перспективного научно-технического направления.

В области производства углеродных нанотрубок и нановолокон, а также материалов на их основе работает более 100 зарубежных фирм. Углеродные нанотрубки выпускаются предприятиями США, Ю. Кореи, Японии, Китая, Англии, Франции, Германии, Бельгии, Греции, Кипра и других стран. Углеродные нановолокна производятся в Белоруссии.

По данным отчетов “Nanotubes Production” и “Nanotubes for Energy Market”, выпущенных в апреле 2005 г. фирмой Cientifica [http://www. ], в 2004 г. за рубежом было произведено 65 т углеродных нанотрубок и нановолокон на € 144 млн., к 2010 г. объем продаж возрастет до € 3 млрд.

В России промышленное производство нанотрубок отсутствует. В граммовых количествах углеродные нанотрубки синтезируют во многих научных и исследовательских учреждениях России. Сред них – Институт неорганической химии СО РАН, Институт проблем химической физики РАН и др., где имеются лабораторные установки для синтеза углеродных нанотрубок или нановолокон. Более подробная информация о состоянии и направлениях развития рынка производства углеродных наноматериалов в мире и РФ в журнале “Нанотехника” №3(11) 2007, “Преодолеть технологическое отставание” – , .

В 2006 году создана компания “Научно-технический центр “ГраНаТ”. “НТЦ”ГраНаТ” – первое предприятие в РФ, производящее углеродные нанотрубки (УНТ) и углеродные нановолокна (УНВ) в промышленных масштабах.

Конкурировать с зарубежными производителями углеродных нанотрубок и нановолокон вполне реально. В рамках реализуемого проекта создано опытно-промышленное производство углеродных наноматериалов на пилотной установке и организованы их продажи заинтересованным предприятиям в России, которые не могут рассчитывать на устойчивые поставки передовых материалов из-за рубежа по доступным ценам.

Потребители УНТ и УНВ имеют целью исследования и создание новых уникальных материалов и приборов на основе углеродных наноматериалов. Добиться этого можно лишь в том случае, если используется продукт (УНВ и/или УНВ) имеющий стабильные качественные параметры. Импортный материал такого качества дорог – 50-200 дол/г. Материал, получаемый на лабораторных установках (в РФ), с производительностью несколько граммов в сутки, не позволит получить композит или создать прибор, имеющий стабильные воспроизводимые характеристики.

Основные направления применения УНТ и УНВ:

создание композитов на основе промышленных полимерных материалов (электропроводные композиты, композиты для защиты от электромагнитных излучений, ударопрочные композиты); заменители графита в токосъемниках, щетках электродвигателей и др. изделиях; электроды литий-ионных химических источников тока, электроды суперконденсаторов; электроды топливных элементов в виде нанобумаги – фильтры для агрессивных сред.

Использование углеродных нанотрубок и углеродных нановолокон в качестве модификаторов полимеров по многочисленным публикациям значительно (в разы) повышает качественные показатели исходных материалов. Кроме того, введение УНТ или УНВ в полимеры придает несвойственные им возможности, такие как электро - и теплопроводность.

Например, ученые из университета Пенсильвании и университета Райса смогли создать новый тип нанокомпозита, в котором углеродные нанотрубки и цепи нейлона связаны ковалентной связью, что делает его достаточно прочным материалом, сообщает Nanotechweb. Им удалось увеличить эластичность материала на 214% и его прочность на 162%, добавив всего 2% многослойных углеродных нанотрубок. Добавление в нейлон 1% однослойных нанотрубок привело к увеличению его жесткости на 160%, а вязкость нейлона увеличилась на 140%.

В качестве базового продукта “НТЦ”ГраНаТ” предлагает партии тонких многослойных углеродных нанотрубок (т-МУНТ), обладающих рядом преимуществ, как перед однослойными, так и перед многослойными УНТ.

Используемая компанией технология позволяет изменять состав т-МУНТ (долю одно-, двух-, трех - и четырехслойных нанотрубок в смеси) в зависимости от требований к конечному материалу, что позволяет оптимизировать соотношение «цена (себестоимость) – качество».

Имеющиеся способы синтеза и очистки углеродных наноматериалов уже сейчас позволяют реализовывать на внутреннем рынке конкурентоспособный продукт.

Отработка технологии производства УНТ и УНВ на пилотном реакторе позволит рассчитать, спроектировать и изготовить промышленную установку по производству углеродных наноматериалов.

Учитывая рост количества новых предприятий, заявляющих о намерениях развертывания производства углеродных наноматериалов, у компании существует план совершенствования продукции.

В него входят мероприятия:

·  Разработка технологии очистки и селекции УНТ по нескольким параметрам (диаметр и длина УНТ, степень чистоты материала).

·  Реклама деятельности компании различными способами – использование средств массовой информации, участие в выставках, научно-технических конференциях.

·  Постоянные оценка, анализ рисков и разработка мероприятий для их минимизации.

·  Сертификация УНТ и УНВ. Разработка технических условий на углеродные наноматериалы.

·  Патентование способов синтеза, очистки УНТ и УНВ в РФ и, при необходимости, в странах импортерах продукции.

·  Снижение себестоимости продукции. Для этого постоянно ведутся работы по усовершенствованию имеющихся технологий и поиску новых оригинальных способов синтеза и очистки.

·  Разработка технологии функциализации УНТ и технологии получения дисперсий УНТ в органических и водных растворах.

·  Увеличение контактов с учреждениями - разработчиками новых материалов с целью увеличения возможности применения УНТ в других областях.

·  Увеличение контактов с заинтересованными Потребителями с целью более полного и оперативного понимания потребностей заказчиков.

2.Информация о заявителе

Проект представляет Общество с ограниченной ответственностью “Научно-технический центр “ГраНаТ”

Адрес юридический: 144009, Московская область, а

Адрес фактический: 144009, Московская область, а

Адрес электронной почты (e-mail): *****@***com

Страница в Интернете: www.

Генеральный директор:

Направления деятельности: научно-исследовательская деятельность; производство наноматериалов и композитов из наноматериалов; проектирование, конструирование, изготовление и монтаж оборудования для производства наноматериалов и композитов из них; продажа наноматериалов и композитов из них и др.

Инновационный потенциал:

Разработана технология получения катализаторов синтеза углеродных нанотрубок и нановолокон. Разработана технология получения углеродных нанотрубок и нановолокон. Разработана установка синтеза нанопорошков оксидов металлов – катализаторов для получения углеродных наноматериалов. Разработана установка синтеза углеродных наноматериалов.

Производственный и трудовой потенциал.:

В 4 квартале 2007 года компанией введена в действие пилотная установка синтеза углеродных нанотрубок и нановолокон.

По соглашению с ООО “ЭнергоПромСервис” в безвозмездное пользование передан просвечивающий электронный микроскоп JEM-100C (JEOL, Япония), используемый для оперативного контроля качества синтезируемых продуктов.

Продажа углеродных наноматериалов в 4 квартале 2007 г. составила 30000 рублей.

В настоящее время проводятся работы по оптимизации работы пилотной установки силами учредителей компании. К работе привлекаются студенты и аспиранты РХТУ им. .

Научный руководитель проекта: - профессор кафедры нанотехнологии и наноматериалов Российского химико-технологического университета им.

Адрес: 125047, г. Москва, Миусская пл., 9. Тел. [phone]; E-mail: *****@***ru

Ученая степень: доктор химических наук, профессор

Перечень важнейших работ:

«Нанотрубки и фуллерены». Учебное пособие. М.: Университетская книга, Логос, 2006. – 376 с.; Chemistry of Carbon Nanotubes. In: «Nanomaterials Handbook» (Ch. 5). Yu. Gogotsi. CRC Press. 2006. 103–176; Нанотрубки неорганических веществ. «Ж. неорган. химии», 1999, т. 44, № 11, с. 1827-1840;

Методы получения углеродных нанотрубок. «Успехи химии», 2000, т. 69, № 1, с. 41-59; Химия и применение углеродных нанотрубок. «Успехи химии», 2001, т. 70, № 10, 925–973; Preparation of carbon nanotubes. «Advances in fine petrochemicals», 2002, v. 3, № 5, 46-51 (на китайском яз.); Методы непрерывного производства углеродных нановолокон и нанотрубок. «Химическая технология», 2003, № 10, 2–7; Пиролитический синтез углеродных нанотрубок и нановолокон. «Росс. хим. ж.», 2004, т. 58, № 5, с. 12–21; Получение тонких углеродных нанотрубок каталитическим пиролизом на носителе. «Успехи химии». 2007. Т. 76. № 1. С. 3–26; Введение в наноматериалы. «Энциклопедия инженера-химика». 2007. № 1. С. 13–15.

3.Современное состояние исследований и разработок в области реализации проекта

Новые материалы с применением углеродных нанотрубок и/или нановолокон обладают такими привлекательными свойствами, как малый вес, высокие теплоизоляция, электропроводность и поверхностная функциональность (материалы с антибактерицидными свойствами и самоупорядочивающиеся пористые материалы для магнитной памяти или поглощения радиолокационных сигналов). Уже сейчас практически во всех странах ведется разработка материалов для генерации и хранения электроэнергии – эффективных солнечных батарей и топливных элементов.