"Rusia a bătut Japonia în dezvoltarea materiilor prime de înaltă tehnologie." După citirea acestei fraze, s-ar putea să fiu suspectat de falsificare. Industria materiilor prime este un domeniu important în care Japonia este extrem de competitivă până în zilele noastre. Există recenzii negative în mare parte cu privire la materiile prime rusești, dar în producția unui singur material, Rusia a reușit să ne ocolească încă”, scrie Kotaro Watanabe.
Rusia a învins Japonia în dezvoltarea materiilor prime de înaltă tehnologie …
După citirea acestei fraze, s-ar putea să fiu suspectat de falsificare. Industria materiilor prime este un domeniu important în care Japonia este extrem de competitivă până în zilele noastre. Multe produse japoneze se află în topul clasamentului global: oțel de înaltă rezistență, fibră de carbon, oțel aliat ș.a.
În același timp, în ceea ce privește industria de materii prime rusești, produsele de înaltă calitate sunt rare: titanul poate fi numit offhand, dar mai ales are recenzii proaste.
De exemplu, tablele galvanizate rusești, utilizate în industria auto, nu pot fi comparate cu japonezii. Într-adevăr, metalul rusesc este pur și simplu acoperit cu un strat de zinc. Dacă îl îndoiți puțin, atunci frunzele de zinc. Problema nu este doar zincul. Grosimea foilor nu este menținută; există, de asemenea, multe impurități în metal.
Este imposibil să faceți un produs de înaltă calitate dintr-o astfel de tablă. În Rusia, nu este realist să obținem o calitate japoneză. Unul dintre motive este capacitatea slabă a industriei materiilor prime.
Cu toate acestea, în ceea ce privește dezvoltarea nanotuburilor de carbon care cresc performanțele bateriilor cu ioni de litiu utilizate în vehiculele electrice, se pare că produsele rusești au ocolit cu adevărat cele japoneze.
Nanotuburile de carbon au devenit un material mult așteptat cu o capacitate și densitate ridicate.
Video promotional:
Cu toate acestea, acest material a fost foarte scump: câteva zeci de mii de yeni pe gram; de zece ori mai scump decât aurul crud. A fost imposibil să fabricați produse dintr-un astfel de material la un preț acceptabil, așa că nimeni nu a găsit vreun folos pentru acesta.
Și, dintr-o dată, ramura rusă a Oksial (OCSiAl) a dezvoltat o metodă pentru producerea nanotuburilor de carbon la un preț de 300 de yeni pe gram. Într-adevăr, a fost creat un sistem logistic și vânzările au început la prețul declarat.
Ce sunt nanotuburile de carbon
Nanotuburile de carbon sunt tuburi de dimensiuni moleculare, rulate din atomi de carbon.
După cum se poate observa din cristalul de carbon, atomul de carbon are legături interatomice puternice, datorită cărora materialul are proprietăți fizice precum rezistența și așa mai departe.
Nanotuburile de carbon pot rezista curenților de o mie de ori mai mari decât cuprul; au o conductivitate termică de aproximativ șapte ori mai mare decât cea a cuprului; rezistența lor este de 8 până la 80 de ori mai mare decât cea a fibrei de carbon.
După cum sugerează și numele, aceste tuburi au dimensiuni nano, astfel încât nu există nici un folos. Cu toate acestea, întrucât au proprietăți fizice avansate, adăugarea acestora poate îmbunătăți performanța materialului final.
De exemplu, dacă adăugați nanotuburi de carbon la plastic, acesta poate conduce electricitate.
Deoarece se adaugă foarte puțin, plasticul transparent rămâne transparent. Pare plastic obișnuit, dar conduce electricitate.
În prezent, cele mai mari așteptări sunt legate de îmbunătățirea performanței bateriilor de a doua generație pentru vehicule electrice. Nanotuburile de carbon conduc bine electricitatea. Sunt lungi și nu sunt foarte largi. Tuburile formează interconectări care facilitează formarea unei conducte pentru curent electric.
Când sunt adăugate la o pulbere, ele conectează particulele prin conducere. Prin adăugarea nanotuburilor de carbon la materialul din care sunt fabricate bateriile cu ioni de litiu, performanța bateriei poate fi îmbunătățită permițând particulelor să se comporte mai bine.
În plus, Institutul Național Japonez de Știință a Materialelor și Agenția pentru Știință și Tehnologie dezvoltă un alt tip de baterii: baterii litiu-aer care folosesc nanotuburi de carbon în catod. Capacitatea acestor baterii este de 15 ori mai mare decât cea a bateriilor cu litiu-ion. Cercetările sunt realizate în comun cu SoftBank.
O reacție chimică din baterie promovează acumularea de particule care împiedică curgerea curentului electric.
Nanotuburile de carbon își schimbă forma și acumulează astfel de particule, dar pentru că au capacitatea de a forma canale prin care electricitatea poate trece mai ușor, acestea susțin fluxul de electricitate în interiorul bateriei. Această caracteristică a nanotuburilor de carbon oferă o capacitate mare de baterie.
Anterior, se știa că nanotuburile de carbon pot îmbunătăți performanțele diferitelor produse, dar acestea nu au fost utilizate din cauza costului de zece ori mai mare decât prețul aurului.
În ciuda faptului că o cantitate mică de nanotuburi de carbon poate îmbunătăți proprietățile fizice, adăugarea lor la materii prime crește semnificativ costul produsului și chiar depășește considerabil costul materiei prime.
Există două tipuri de nanotuburi de carbon: cu un singur perete și cu mai multe pereți. Cele cu un singur strat le depășesc pe cele cu mai multe straturi, dar prețul lor a fost prea mare. În acest sens, cercetările au fost realizate în domeniul metodelor de producere a nanotuburilor de carbon cu un singur perete ieftin.
În Japonia, cercetări similare sunt efectuate de către Noua Organizație de Dezvoltare a Tehnologiei Industriale și Energetice, cu participarea unor companii precum Zeon Corporation etc. Acest proiect este sub control guvernamental.
Evoluțiile japoneze nu au sfârșit în eșec
Eficiența a crescut de trei mii de ori față de metoda inițială. Japonia este acum capabilă să producă nanotuburi de carbon cu un singur perete de 500 de ori mai mult. Inițial, conductele monosilabice au costat câteva zeci de mii de yeni pe gram, dar acum sunt fabricate la un preț de 1000-2000 de yeni pe gram. Mai mult, nanotuburile de carbon japoneze cu un singur perete sunt superioare în puritate pentru eșantioanele ruse.
Cu toate acestea, Oksial-ul rus (OCSiAl) a dezvoltat o tehnologie pentru aplicarea nanotuburilor de carbon cu un singur perete pe metalul praf. Fabrică tub cu un singur strat pentru 300 de yeni pe gram. Probele japoneze sunt mai curate, dar de trei ori mai scumpe.
Din păcate, pentru nanotuburile de carbon japoneze cu un singur perete, această puritate nu este necesară pentru producție în acest moment.
(Deoarece nanotuburile japoneze sunt caracterizate de puritate, dacă sunt dezvoltate componente electronice care necesită o astfel de puritate, valoarea desenelor japoneze va crește dramatic.)
Nanotuburile de carbon cu un singur perete există pentru a crește rezistența, conductivitatea electrică și conductivitatea termică a unui material și, prin urmare, aceste proprietăți sunt necesare de la acestea. Chiar dacă conțin impurități, acest lucru nu înseamnă un efect negativ asupra unor astfel de caracteristici.
Aparent, produsele Oxial sunt suficiente pentru a crește performanța bateriilor cu litiu-ion. Sistemul logistic al companiei ruse, potrivit căruia oferă țevi cu un singur strat la un preț de 300 de yeni pe gram, se dezvoltă treptat.
Mai mult, Japonia nu poate furniza acest tip de produs la un preț atât de mic. Putem spune că, în prezent, nanotuburile de carbon cu un singur zid rusesc au învins pe cele japoneze.
Lucrările unei fabrici de inginerie din Germania.
Rusia a reușit să ofere produse similare cu cele din Japonia de trei ori mai mult decât prețul. Cercetarea japoneză a fost eficientă, dar cercetarea rusă a fost mai eficientă.
În general, nivelul industriei și tehnologiei rusești nu este suficient de ridicat, dar dacă căutați cu atenție, în Rusia puteți găsi tehnologii mult superioare celor japoneze. Acest lucru face ca Rusia să fie interesantă.
Rusia va începe să producă produse de primă clasă?
Deci, va produce Rusia produse care le depășesc pe cele japoneze? Cel mai probabil nu. Chiar dacă ne imaginăm că tehnologiile avansate vor apărea în Rusia, nu va avea niciun rost în ele dacă nu vor găsi aplicații practice.
Industria rusă nu se distinge prin amploarea și diversificarea sa. Chiar dacă apar noi tehnologii, le este dificil să găsească aplicații în Rusia. Nu este ușor să inovați acolo în practică.
În plus, pentru a produce produse precum mașinile care combină diferite tehnologii, este necesar un nivel de tehnologie și o calitate peste medie.
În acest sens, Rusia este foarte slab echilibrată. Chiar dacă luăm nanotuburi de carbon cu un singur perete, atunci ele nu sunt produse finale, prin urmare, comercializarea lor necesită o combinație cu alte tehnologii.
Cert este că în Rusia puteți găsi tehnologii de înaltă clasă mondială, similare cu nanotuburile de carbon ale companiei OCSiAl.
Japonia a reușit să industrializeze și să comercializeze, așadar, dacă sapa și găsește aplicații practice pentru astfel de tehnologii ruse, ar putea duce la o cooperare fructuoasă între Japonia și Rusia.
Kotaro Watanabe
