В тестовом режиме новая установка начала работать в 2019-м и вышла на годовую плановую мощность 50 тонн нанотрубок. 11 февраля состоялось официальное открытие. В нем приняли участие Анатолий Чубайс, председатель правления УК «РОСНАНО», чьей портфельной компанией является OCSiAl, и Андрей Травников, губернатор Новосибирской области.

На пресс-подходе глава РОСНАНО заявил: «Ничего сопоставимого с Graphetron 50 на земном шаре не существует. Никто не может изготавливать нанотрубки в таких объемах. Напомню, что сам по себе материал обладает прочностью в 150 раз выше, чем сталь. Фантастические свойства одностенных углеродных нанотрубок, которые можно добавлять практически к любым материалам для увеличения их прочностных и электрических характеристик – это секрет новой эры материалов. Я ответственно могу сказать, что именно здесь в Новосибирской области, в Академгородке, в компании OCSiAl создается новая эра материалов человечества. Масштаб значения ее пока еще никто из нас по-настоящему не понимает».

После кремния (Si) и алюминия (Al)

Резидентом Академпарка OCSiAl стал в 2009 году. Его основали:

известный российский бизнесмен Юрий Коропачинский – новосибирец, сын академика Игоря Коропачинского (учился на экономическом факультете НГУ, затем на физическом факультете КГУ, имеет опыт научной работы в красноярском Институте биофизики, в Красноярске Юрий Коропачинский также сделал и свою бизнес-карьеру); Михаил Предтеченский, д-р физ.-мат. наук, академик РАН, автор технологии производства одностенных углеродных нанотрубок; Юрий Зельвенский и Олег Кириллов – старые партнеры Коропачинского по бизнесу.

Что такое одностенные углеродные нанотрубки? Это срез углерода толщиной в один атом, свернутый в трубку. Правильней было бы называть трубки графеновыми, но графен, увы, был получен позже. По своим характеристикам одностенные углеродные нанотрубки, действительно, на два порядка прочнее, чем сталь, и в четыре раза ее легче. В пять раз легче меди, при этом обладают той же электропроводимостью.

Одностенные углеродные нанотрубки были открыты в 1991-м, почему же они «выстрели» именно сейчас? Кроме как научным предвидением это не объяснить. Ну разве что еще бизнес-предвидением и удачей. Свои первые презентации Коропачинский и Предтеченский обычно начинали с истории.

Всем технологическим революциям всегда предшествовали научные открытия по созданию новых более прочных, дешевых и технологичных материалов. Бронза заменила камень, железо – бронзу. Затем появились чугун, сталь, алюминий, пластмассы. И каждый раз начиналась новая технологическая волна.

Ничего мистического здесь нет. Время от времени человечество подходит к некой черте, за которой уже невозможно обеспечить существование растущего населения традиционными технологиями и материалами. Последнее на памяти: «материальная» революция – это массовое производство электронных чипов на основе кремния, без которых не было бы микропроцессоров, компьютеров, интернета, мобильной связи, смартфонов.

Как правило, а точнее, не как правило, а всегда технологическая волна совпадает с экономической. Если взять самые длинные экономические волны Кондратьева, то сейчас мы еще где-то внизу волны. Началось падение в 2008-м, и, по оценкам экспертов, выберемся мы только к середине 20-х. И для этого должна произойти смена прежнего технологического уклада.

Сегодняшний экономический, технологический (которые, видимо, тянут за собой и политический) кризис опасен не только тем, что на старом производстве и старых материалах мы не сможем прокормить население Земли. В этот раз сюда прибавились еще экологические проблемы. На одной из своих презентаций Юрий Коропачинский это доказал буквально «на пальцах». В 1994-м, чтобы произвести 3,3 млрд тонн различных материалов, человечество потребляло 11 млрд тонн топлива, выбрасывая в атмосферу 18 млрд тонн СО2. В 2009-м – 5 млрд тонн материалов, 18 млрд тонн топлива и 30 млрд тонн двуокиси углерода. Если ничего не менять, то в 2025-м цифры будут такие: 7,3, 25 и 40 млрд тонн.

О чем это говорит? Существующий ныне технологический уклад крайне неэффективен. Очень много материалов тратятся просто впустую. Средний автомобиль весит 1,5 тонны и везет четырех человек, которые весят килограмм, допустим, 300-350. То есть, по сути, автомобиль везет в основном самого себя и как раз на это тратит большую часть топлива. Любое здание несет свой собственный вес на 90%, мосты — на 80%. А теперь представим, что у нас есть материал, который во много раз прочнее и во много раз легче любого металла. Тогда нам не надо будет добывать столько металлической руды, углеводородов, сколько мы добываем сегодня. Соответственно на производство, строительство, движение мы будем тратить меньше энергии, кратно сократив выбросы СО2. И такой материал есть. Это одностенные углеродным нанотрубки. Они химически инертны и термически стабильны. Углерод очень доступен, он везде, и его можно связать с другими химическими соединениями.

«Победитель получает все»

Как уже говорили, OCSiAl был организован в 2009-м. В то время все одностенные углеродные нанотрубки производились в мире только в лабораторных условиях. В синтезируемом продукте их было не больше 30%, а цена за кг колебалась в районе 150 тыс. долларов. Если продукт подвергали очистке и сепарации, то килограмм мог стоить и миллион. Предтеченским была поставлена задача повысить выход одностенных углеродных нанотрубок при снижении цены. На все это, говоря словами Коропачинского, ушло 50 месяцев и 50 млн долларов. В 2014-м задача была решена. Компания вышла на рынок с продуктом под брендом TUBALL, в котором концентрация нанотрубок достигала 80 процентов, а его цена составляла всего 2 тыс. долларов за кг. Фактически в сто раз дешевле всего, что тогда было на рынке. И это была не лабораторная, а масштабируемая технология.

Сейчас уже, как анекдот, вспоминают такую историю. На одной научной конференции сотрудники OCSiAl стали раздавать участникам пакетики с небольшим количеством порошка TUBALL. Рядом выставлялись тоже производители одностенных углеродных нанотрубок, но продавали они свою продукцию как раз по 150 тыс. долларов. Они смотрели на раздачу с ужасом, как можно направо-налево раздавать то, что на порядок дороже золота.

Первой рабочей установкой в компании был Graphetron 1.0. Его первоначальная производительность была всего 1 тонна порошка в год. В 2014-м OCSiAl произвел 80 кг продукта и сразу занял 20% мирового рынка. В 2015-м – 1250 кг, и это превысило весь объем материала, когда-либо произведенного с момента открытия одностенных углеродных нанотрубок. Это уже было 85% рынка. В 2019-м – 17 тонн нанотрубок. План этого года – 25 тонн. Плюс Graphetron 50 – еще 50 тонн. Итого 75 тонн, или 90% мирового рынка. Или даже больше. По существу, как заметили Анатолий Чубайс, сегодня ни одна компания в мире не способна произвести даже одну тонну. Потому что самое сложное здесь даже не произвести, а внести трубки в тот или иной материал. Это технологический процесс очень высокого уровня. Трубки сразу после синтеза слипаются в пучки из десятков нанотрубок. Чтобы они работали, надо их расщепить, и в OCSiAl для этого было создано специальное оборудование. Так и появились мастербатчи — растворы с высокой концентрацией трубок, в которых пучки разбиты. Так появился TUBALL. В перспективе, как утверждают руководители компании, они предполагают разогнать объемы производства до 150 тонн.

Изначально позиция компании была такой. Мы вам даем нанотрубки, а вы создавайте на их основе свои технологии, продукты, патентуйте, захватывайте свои секторы рынка. Причем здесь и особых-то инвестиций не надо, вводишь добавку и получаешь совершенно новый материал с совершенно уникальными свойствами. Тем не менее и с точки зрения собственного научного интереса и для более быстрого продвижения своего базового продукта OCSiAl занялся и конечными технологиями совместно со своими партнерами по всему миру. Сегодня региональные отделения OCSiAl открыты в России, Европе, США, Корее, Китае, Гонконге. Есть представительства в Мексике, Израиле, Японии, Индии, Австралии, Германии, Малайзии. Новосибирск – это производственные мощности и научно-исследовательская база, центр прототипирования материалов и технологий TUBALL CENTER. В 2019 году второй центр был открыт в Шанхае. Третий – должен быть открыт в этом году в Люксембурге. В числе партнеров OCSiAl 600 компаниям по всему миру, более 2000 потенциальных клиентов проводят сейчас тестовые испытания TUBALL.

Карбоновая революция

Где продукция OCSiAl уже применяется. В 2015 году корпорация Boeing своим самым технологичным партнером назвала компанию General Nano, которая производит провода. В этих проводах медная оплетка была заменена на продукцию OCSiAl, которую в самом OCSiAl называют просто «бумага». Экран из этой «бумаги» легче медного в 40 раз. Для авиации каждый килограмм на счету, длина же проводов в авиалайнере (там провода измеряются не в килограммах, а в километрах) может достигать сотни километров.

Уже в 2016-м 80% антистатических полов в России, которые необходимы практически на любом производстве, делаются с добавлением TUBALL. На заводе «Экран» («Сибирское стекло») продукцию OCSiAl стали наносить на облегченные стеклянные бутылки, в результате процент брака снизился с 20% до 2%. Вес этих бутылок на треть меньше стандартных, что существенно сокращает транспортные расходы.

В 2017-м OCSiAl запустил совместный проект с «Евро Акцент Саба». Внесение нанотрубок в стеклопластики позволило придать антистатические свойства стеклопластиковым емкостям для хранения и транспортировки нефтеотходов, оборудования очистки и перекачки нефтесодержащих сточных вод.

Компания работает фактически с большинством производителей литий-ионных аккумуляторов, а это крупнейший рынок в мире. В прошлом году в Китае сразу две компании Haiyi и East Chem запустили производство TUBALL BATT. Совокупная мощность двух новых заводов составит 7 тыс. тонн. В декабре профессору Джонатану Колману из центра AMBER была присуждена премия TUBALL Awards за технологию с использованием нанотрубок, которая позволяет повысить плотность энергии литий-ионных аккумуляторов в 2,5 раза по сравнению с любым другим существующим аккумулятором.

Если говорить коротко, то рынок тут огромный. Шины, композиты, полимеры, облегченный спортивный инвентарь – велосипедные рамы, шлемы, бейсбольные биты, хоккейные клюшки, теннисные ракетки. Электроскутеры. Цветные электропроводящие силиконы, каучуки, латекс. Недавно Tuball Matrix взял протестировать «Росавтодор». На трассе «Дон» был сделал экспериментальный километр с добавлением нанотрубок. До недавнего времени считалось невозможным усилить металл с помощью наноматериалов. Однако два года назад южнокорейский профессор Хансан Квон из Pukyong National University это сделал с алюминием. Для получения нового композитного материала он использовал нанотрубки производства OCSiAl. А как вам электронная кожа для робота, столь же чувствительная, чтобы распознавать прикосновения, как у человека. С TUBALL это также возможно.

Начиная с момента открытия новой технологии OCSiAl удваивает синтез каждый год, соответственно удваивается и выручка. Graphetron 50 выдает таких одностенных углеродных нанотрубок 600 млн километров в секунду. (600 млн!) Но в итоге что такое 75 тонн или даже 150 тонн на весь мир? Тут достаточно сказать, что в 2019-м в мире было произведено 1,87 млрд тонн стали.

А все дело в том, что нанотрубок не надо много. Их добавка в минимальной концентрации (0,1 или даже 0,0001 процента) способна радикально изменить внутреннюю структуру 70% существующих сегодня материалов. Трубки создают трехмерную сеть, которая и армирует материал и делает его электропроводящим. Например, добавка 0,1% нанотрубок в алюминий увеличивает его прочность в два раза. После 0,01% пластики становятся электропроводящими. Добавка 0,001% делает бетон прочнее в полтора раза. Для того чтобы заменить тачскрины на всех смартфонах на более прочную и при этом гибкую электропроводящую пленку, достаточно производить всего 500 кг нанотрубок. Они еще будут раз в 20 дешевле ныне существующих, потому что сейчас в производстве сенсорных экранов используются очень дефицитные редкоземельные металлы.

При этом, по словам Юрия Коропачинского, компании вряд ли удастся продать в 2021-м 75 тонн нанотрубок, которые планируется синтезировать в 2020-м. Половину придется положить на склад. «Иначе мы будем не в состоянии выполнить контракты, уже заключенные с нашими партнерами». Плюс, по его прогнозам, уже в 2022-м начнется революция в области электротранспорта, которая потянет за собой революции в электробатареях, шинах и материалах для корпусов автомобилей. К 2025-му рынку будет мало и 250 тонн TUBALL. Конечно, сказал Коропачинский, если потребуется, то будет создано дополнительное производство. И не только в РФ, но и по миру в местах дислокации ключевых клиентов.

Единорог расправил плечи

Во время официального открытия Graphetron 50 Анатолий Чубайс добавил ко всему, о чем говорил, еще и то, что он испытывает гордость за всю команду проекта во главе с Юрием Коропачинским и Михаилом Предтеченским. А также за то, что именно РОСНАНО стало первым внешним инвестором компании. «Когда ко мне подошел нахальный и агрессивный предприниматель Юрий Коропачинский, – вспоминает он, – я посмотрел в его честные глаза и решил, что этот — сможет».

Три года назад Михаил Предтеченский вспоминал об этом несколько по-иному: «Когда мы пришли в РОСНАНО за поддержкой, нас встретили скептически, мол, куда это вы собрались, нанотрубками занимаются крупнейшие химические концерны Bayer, Arcema и Showa Denko. Однако они занимались многостенными нанотрубками, которые имели массу недостатков. Концерны не смогли справиться с проблемами, списали долги и закрыли свои исследования. После этого, испугавшись, с рынка ушли многие исследовательские группы. Мы же сразу сделали ставку на одностенные трубки и не прогадали».

В 2019 году OCSiAl стала первым и пока единственным в РФ «единорогом» в секторе material based. Компания-единорог – это компания, которая очень быстро достигает рыночной капитализации в 1 млрд долларов. Сейчас у OCSiAl уже 1,5 миллиарда. Согласитесь, за пять лет с момента создания технологии рост более чем впечатляющий.