Человечество, у нас проблема!
Главной угрозой, стоящей перед человечеством, Михаил Предтеченский считает постоянно растущую эмиссию CO2 (углекислого газа). Своей жизнедеятельностью мы ежегодно генерируем до 30 миллиардов тонн СО2, причём половина выбросов приходится на Китай, США, Россию и Индию. Транспорт, энергетика, сельское хозяйство — основные «производители» углекислого газа, а примерно половина эмиссии связано с добычей, транспортировкой и переработкой полезных ископаемых. И проблема даже не в глобальном потеплении, а в отравлении газом океана и разрушении коралловых рифов, которые, подобно лесам, являются домом для множества биологических видов. Что будет, когда кораллы исчезнут, предсказать сложно, но учёные сходятся во мнении — цепная реакция изменений в биосфере океана может угрожать планете не меньше ядерной зимы. К 2050 году население Земли будет составлять 9 миллиардов человек, а с учётом растущего потребления это может дать двукратный скачок потребления энергии к середине XXI века. Выход один — найти технологии, способные спасти человечество и придать ему новый вектор развития.
Все эпохи развития привязаны к материалам — каменный, бронзовый, железный, стальной и алюминиевый века кардинально меняли жизнь людей. Новым веком станет карбоновый или графито-графеновый, а «флагом» этой эпохи наверняка будут одностенные нанотрубки. Самое главное, что о них нужно знать, — при практической невесомости (нанотрубка в 100 тысяч раз тоньше нитки) они в 100 раз прочнее стали. Обладая этой технологией и материалом, можно владеть миром, что корпорации поняли ещё 25 лет назад, когда впервые появился термин «нанотрубки». Путь был долгим и затратным, ведущие корпорации мира вкладывали сотни миллионов долларов в научные разработки, а первыми к промежуточному финишу пришли учёные из Сибири, сумевшие вывести лабораторное производство на масштабируемый уровень и снизить себестоимость конечного продукта на порядки.
— Это уникальное вещество, добавление которого даже в сотых и тысячных долях процента меняет свойства всех материалов. Ещё несколько лет назад стоимость килограмма чистых нанотрубок доходила до полумиллиона долларов, — отметил Предтеченский. — При такой стоимости нет экономической целесообразности добавлять нанотрубки куда-либо. На решение поставленной инвесторами задачи ушло 4 года и 50 миллионов долларов, но мы вышли на рынок с продуктом TUBALL, в котором концентрация нанотрубок достигала 80 процентов по цене всего 2 000 долларов за килограмм. Все конкуренты остались далеко позади.
В 2014-м компания произвела 80 килограммов одностенных нанотрубок и сразу заняла 20 % мирового рынка. В 2015-м уже 1 250 килограммов — 85 % рынка. В этом году OCSiAl произведёт 4 тонны и займёт 90 %. Компания сотрудничает с более чем 800 крупнейшими транснациональными корпорациями.
На международной конференции по вопросам изменения климата в декабре прошлого года Владимир Путин заявил, что, по оценкам экспертов, применение углеводородных нанотрубок позволит только в России снизить эмиссию углекислого газа на 160–180 миллионов тонн в год. Значит, использование нанотрубок по своей пользе сравнимо с внедрением «зелёных технологий».
Как это будет работать? Большинство материалов сегодня тратится вхолостую. Средний автомобиль весит 1,5 тонны и везёт максимум 400—500 килограммов. То есть автомобиль на три четверти везёт сам себя, и именно на это тратит основное топливо. Здания на 90 % несут свой собственный вес, мосты — на 80. Если бы у всех материалов прочность была в два раза выше, их не надо было бы делать такими тяжёлыми и расходовать на их перемещение столько энергии. Соответственно, это сократило бы добычу полезных ископаемых, в том числе углеводородов, и принципиально снизило бы выбросы СО2.
Уже 80 % антистатических полов в России, которые необходимы практически на любом производстве, делаются с одностенными нанотрубками. 85 % всех мировых производителей литий-ионных батарей, имеющихся в каждом гаджете, работают с OCSiAl. В кабелях, используемых корпорацией Boeing, медная оплётка заменена на бумагу с нанотрубками новосибирского производства. Ведущие производители шин стоят в очередь за нанотрубками, а в Формуле-1 эта технология уже используется. Композиты, полимеры, стекло — рынок использования нанотрубок огромен, и он ещё не насыщен даже на несколько процентов. Чтобы все литий-ионные батарейки мира были ёмче и заряжались за считанные минуты, нужно 5 тонн нанотрубок. А когда будет запущен эффективный процесс производства алюминия с нанотрубками, это станет отдельной технологической революцией. И возглавлять её будут наши люди — полностью российская компания, мировой лидер в своём сегменте.
Михаил ПРЕДТЕЧЕНСКИЙ окончил физико-технический факультет НЭТИ (НГТУ), аспирантуру НГУ. Физик, специалист в области механики, теплофизики, энергетики. Доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН. Заведует отделом в Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, научный руководитель Международного научного центра теплофизики и энергетики.
Внёс значительный вклад в развитие фундаментальных и прикладных исследований в теплофизике и микроэлектронике. На базе его изобретений развиты новые технологии и устройства: сверхскоростная струйная микропайка интегральных схем, новый тип генератора дуговой плазмы с жидкометаллическими электродами, новая плазмохимическая технология и многое другое.
ПОЛЬЗА ОТ НАНОТРУБОК
в повседневной жизни людей
Ёмкость литий-ионных батарей повышается на 10 %, а срок зарядки телефона сокращается в 10 раз.
Резина автомобильных шин с добавлением нанотрубок практически не изнашивается.
Бумага с нанотрубками заменяет медную оплётку проводов и кабелей, что снижает вес в 40 раз. В самолётах, где важен каждый килограмм веса, длина различных кабелей составляет десятки километров.
Стеклянные бутылки, политые раствором с нанотрубками, становятся прочнее при уменьшении расхода материалов.
Алюминий, из которого делается всё — от оконных рам до самолётов, с использованием 0,1 % нанотрубок становится прочнее стали.
Виталий ЗЛОДЕЕВ
Фото Валерия ПАНОВА и компании OCSiAl
