«Будет хороший аккумулятор — исчезнут бензиновые автомобили»
В июне российская компания OCSiAl из Новосибирска стала крупнейшим поставщиком одностенных углеродных нанотрубок в страны ЕС. Ей разрешили поставлять в европейские страны до 100 тонн продукта ежегодно — единственной в мире. Это стало возможным благодаря технологии промышленного синтеза нанотрубок, которая есть только в России. «Известия» поговорили с ее создателем — доктором физико-математических наук, академиком РАН Михаилом Предтеченским. 24 июня ему вручили Государственную премию РФ 2019 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Ученый рассказал, в чем преимущества материала и как он повлияет на жизнь каждого.
«Мало кто нам верил»
— Михаил Рудольфович, об углеродных нанотрубках известно давно, позже одностенные начали называть графеновыми, но они долго оставались в лабораториях, а вы начали производить их в промышленном масштабе. Как это удалось?
— Это был упорный и тяжелый труд. Но «давно» для таких событий не очень уместно. Нанотрубки открыли чуть больше 20 лет назад. На фоне моей жизни — это недавно. Тема бурно развивается, приковывает к себе внимание, все понимают перспективы нанотрубок, многого от них ждут.
Десять лет назад у нас просто возникла идея этим заняться. Мы осознавали, что это глобальные возможности. Сейчас находимся в той точке, в которой находимся.
— Десять лет ушло на создание технологии?
— Не совсем. Пять ушло на строительство первой и пока единственной в мире промышленной установки. Сейчас мы сделали вторую. Еще пять лет — это развитие рынка, дальнейшее совершенствование технологий. Мы непрерывно развиваемся.
— Что, на ваш взгляд, имеется в виду под развитием мировой индустрии графеновых нанотрубок? Сейчас вы фактически единственная компания, занимающая 90% рынка.
— Когда мы говорим о 90%, мы не знаем, кто остальные десять, поэтому на всякий случай озвучиваем эту цифру. С нами сотрудничают больше тысячи предприятий, почти все топовые компании.
Более 600 являются нашими клиентами. У нас в десяти странах офисы, которые помогают их распространять. На самом деле OCSiAl хоть и относительно небольшая компания, но глобальная, работает со всем миром. Перспективы роста очень хорошие. Это скорее и имеется в виду под созданием мировой индустрии.
— Как удалось сделать рывок? Ведь над технологией работали не только вы. Много у вас конкурентов?
— Это интересный вопрос, потому что когда мы приступили к работе над нанотрубками, с момента их открытия прошло больше десяти лет. Сегодня в мире более 50 тыс. патентов в этой области, то есть тысячи научно-технологических групп пытаются их делать. Публикаций вокруг темы уже около миллиона. Это связано с тем, что, как я уже говорил, у трубок большие перспективы. В мире идет гонка, вкладываются большие ресурсы в эту область, государство финансирует разработки в Китае, Японии, выделяет огромные деньги. Там целые институты созданы по нанотрубкам.
И что произошло? Все пытались создать промышленные технологии одностенных углеродных нанотрубок, и пока мы первые и единственные в мире, кому удалось. Когда мы вышли на рынок, там уже были десятки мелких лабораторий, группы компаний, которые понемногу делали разного рода нанотрубки и продавали их граммами — очень дорого. Стоимость грамма доходила до тысячи долларов, а килограмма — до миллиона. О широком применении не было и речи, невозможно было сделать несколько килограммов одинаковых нанотрубок.
Когда мы создали установку и вышли на рынок, сразу опустили цену в 100 раз — $2 тыс. за килограмм. Конкурентов просто не стало.
— Насколько важны были внешние инвестиции для проекта и на каком этапе работы?
— Мы частная компания, поэтому развиваемся на деньги инвесторов. На начальном этапе особенно. Сначала это были внутренние инвестиции, но в любом случае — миллионы долларов. Важно, что мы привлекли внешнего инвестора. Они рискуют: что там эти ученые наговорят? Все-таки большие деньги. Первым инвестором стало «Роснано». Лично принял участие Анатолий Борисович Чубайс, он в нас поверил.
Первые инвестиции со стороны «Роснано» были необходимы, чтобы построить промышленную установку. У нас была серьезная и крупная лабораторная установка, тоже мощная, но не промышленная. «Роснано» стало нашим акционером, но сейчас их больше, есть и крупные, и мелкие. На их деньги мы развивались, без этих вложений невозможно было ничего сделать.
До этого уже были успехи. Ко времени привлечения «Роснано» проект существовал несколько лет. Просто так за красивые слова деньги не дадут — нужно продемонстрировать работу. Мы пытались это сделать, но мало кто верил. Даже когда начали сотрудничать с «Роснано», эксперты, которые анализировали проект, не особо нас поддержали. Мол, эти ребята мало занимаются трубками, и вряд ли что-то получится. Анатолий Борисович почувствовал, что получится — и получилось.
— Инвесторов и экспертов смущал только недостаток опыта или что-то еще?
— Проводились экспертизы, ведь это многомиллионные долларовые инвестиции. Но экспертам действительно непросто было в этой ситуации. Направление интенсивно развивалось десять лет, в нем работало много людей, много разных попыток предпринималось, а тут приходят новички. Понятно, что в науке я далеко не новичок и трубками интересовался с момента их открытия, но тем не менее, плотно ими занимался недолго на тот момент.
«Если решим проблему, взорвем рынок»
— Почему решили копнуть тему нанотрубок глубже?
— Я не входил в это направление, пока не стало понятно, что оно перспективное. Трубки — очень интересный, необычный физический объект, суперпрочный и с рекордными характеристиками.
Но не было ясно, куда их пристроить. Впервые я это увидел на выставке «Роснано». Люди, которые давно ими занимались, демонстрировали свои разработки. В тот момент стало очевидно — материал будут активно использовать. Я подумал, что если решить вопрос стоимости и масштабируемости процесса, то тема приобретет глобальный масштаб.
Это было точкой входа для меня и моих партнеров. В каком-то смысле интерес был прагматическим. Мы увидели, что если решим эту проблему (а ее никто не мог решить), то взорвем рынок.
— Правильно ли я понимаю, что 20 лет назад, когда открыли углеродные нанотрубки, они были интересны скорее как материал, чем что-то, что можно применить в реальной жизни?
— Да, как научный объект. Как развивалась ситуация? Если взять лист графена и свернуть в цилиндр, получится нанотрубка. Она обладают суперпрочностью, в 100 раз прочнее стали, проводящая, стойкая. Были попытки создать технологию получения таких трубок, но не удавалось.
Крупные химические концерны попробовали зайти с другого конца. Они стали развивать технологию получения многостенных трубок. Есть графен и графит. Графен обладает уникальными свойствами, а графит… тоже интересен, но другой. Одностенные трубки —это графены, а многостенные — графиты.
Когда мы пришли в «Роснано» с предложением проинвестировать проект, нам сказали: немецкий Bayer делает нанотрубки в реакторе. А мы ответили, что перспектив у них нет, и тема скоро закроется. Так и вышло. Bayer потратил сотни миллионов долларов и всё прекратил, потому что понял, что многостенные нанотрубки будущего не имеют.
— А какие сферы применения трубок казались вам наиболее перспективными? Автопром, аккумуляторы и т.д.?
— Видите, как жизнь складывается — всё повторяется. В основе лежит материал. Когда человек работал с камнем, был каменный век, когда появилась бронза, настал бронзовый век. Материал определяет технологический уровень. Появился алюминий — появилась авиация. Материал — это фундамент. Нанотрубки способны изменить почти все материалы или сделать особые.
Например, в литий-ионных батареях нанотрубки дают несколько сильных эффектов и увеличивают емкость. Сейчас у вас телефон или автомобиль, скажем, заряжаются полчаса или час, а с нанотрубками можно заряжать за 10 минут.
Мы проводим такие опыты, у нас есть результаты, скоро они появятся в том же автопроме. И он станет электрическим. Будет хороший аккумулятор — не останется бензиновых автомобилей.
— Если говорить о простых обывателях — что еще изменится в их повседневной жизни с развитием технологии?
— Начну так: куда вы ни посмотрите, увидите вокруг себя материалы. Это краска на стенах, стол перед вами, на него садится пыль. Почему она садится? За счет статического электричества. Если в лак добавить трубки, то поверхность становится проводящей, и пыль не прилипает.
Можно сделать прочнее дороги, ткани. Если изготовить колготки с нанотрубками, они перестанут «трещать». Это тоже электростатика. Нужны всего лишь тысячные, стотысячные доли трубок — ничтожное количество, но прочность вырастет, ткань станет тоньше.
«Мы создали материалы, которых не было»
— Какие перспективы у нанотрубок в России, на ваш взгляд?
— Есть компании, с которыми мы работаем, но их не очень много, хотя мы всячески пытаемся продвигать трубки, и есть определенные успехи. К примеру, компания, которая сделала кусок дороги на федеральной трассе, показала очень крутой результат. Думаю, это направление будет развиваться.
К тому же все технологические производства должны иметь полы, которые обладают антистатикой: одна искра — и может что-то взорваться. Сейчас в России почти все антистатические полы уже с нанотрубками. Так что есть хорошие примеры, покупателей в России много, продаем, помогаем, вместе сотрудничаем.
Европа и Америка тоже медленные, но быстрее, чем Россия. Только Китай на ходу подметки рвет. Китайские компании вообще суперскоростные, они не размышляют, а сразу делают.
— Куда дальше двигается технология? Какие у вас задачи сейчас, над чем работаете?
— Потенциальных задач бесконечное количество, просто нужно получать новые результаты, новые материалы. Для меня интересной амбициозной задачей является создание космического лифта. Там вопрос в том, как из нанотрубок сделать веревку. Если создать космический лифт из стального каната, он выйдет диаметром в 60 км у поверхности Земли, а из нанотрубок с их прочностью — 20 см. Понятно, что еще нужно сам лифт забросить за орбиту, но есть масса других более приземленных задач.
Мы уже создали материалы, которых в принципе раньше не было. Если вы заметили, большинство приборов, которые вас окружают, черного цвета. Для придания антистатических свойств нельзя делать корпуса из диэлектрика, потому что статика может испортить компьютеры. Они черного цвета, так как туда в больших количествах добавляют проводящий технический углерод. А нанотрубки позволяют делать корпуса цветными. Их нужно так мало, что они не меняют цвет.
Или полиэтилен. Из этого материала можно только бутылки делать, но он самый химически стойкий среди других видов пластика. В нем кислоты, например, возят, но из него нельзя делать детали, потому что он очень непрочный. Если добавить нанотрубки, он становится в 4–6 раз прочнее. Это уже инженерный пластик. Таких примеров бесконечное количество.
