Миллиард за одну стенку

В Новосибирске открыт промышленный способ производства одностенных наноуглеродных трубок. Выпускающая их компания OCSiAl уже заняла около 90% мирового рынка и готовится стать глобальной инновационной звездой-миллиардером
Миллиард за одну стенку
Углеродные нанотрубки могут служить универсальной добавкой, существенно улучшающей функциональные свойства материалов
Фотография: gettyimages.com

В феврале этого года глава «Роснано» Анатолий Чубайс посетил Новосибирск, чтобы проинспектировать опекаемые госкорпорацией проекты. Больше всего времени — шесть часов — он уделил визиту в Технопарк Академгородка, где располагается производство компании OCSiAl, разработавшей технологию создания одностенных углеродных нанотрубок. Главным объектом внимания руководителя «Роснано» оказался «Графетрон-50», реактор производительностью 50 тонн углеродных нанотрубок в год, который планируется запустить осенью этого года. Чем был вызван такой интерес именно к этому проекту госкорпорации?

Что такое OCSiAl

  • OCSiAl («Оксиал») — международная технологическая компания с офисами в Москве, Новосибирске, Коламбусе, Люксембурге, Сеуле, Гонконге, Шэньчжэне и Мумбаи. Открыто представительство в Тель-Авиве.
  • OCSiAl сотрудничает более чем с 850 транснациональными корпорациями из 37 стран мира — мировыми лидерами в производстве химических веществ и аддитивов, автомобилестроении, производстве шин, резин технического назначения, угленаполненных и стеклонаполненных композитов, полимеров, металлов, литий-ионных батарей, дисплеев и сенсорных экранов, красок, покрытий.

  • OCSiAl сотрудничает более чем с 20 научно-исследовательскими центрами, университетами и институтами, среди которых МГУ, Fraunhofer (Германия), Leibnitz Institute (Германия), DIK (Германия), SAIT (Корея), Ber-Ilan University (Израиль), Rice University (США).

Всего лишь чуть более трех лет назад, когда в Академгородке была только пущена машина меньшей мощности «Графетрон-1.0», стоимость килограмма качественного SWCNT превышала на мировом рынке 200 тыс. долларов; средняя же составляла 150 тыс. долларов. Соответствовал цене и спрос: потребность в одностенных трубках измерялась едва ли сотнями, скорее десятками килограммов по всему миру. Но уже в 2015 году в OCSiAl получили промышленную партию наноуглеродных трубок под торговой маркой Tuball объемом более тонны. Произошло это через два года после пуска машины предыдущего поколения. В 2016-м компания выпустила уже 3,5 тонны Tuball, сразу взяв на себя почти 90% производства SWCNT в мире.

В нынешнем году в Новосибирске планируют произвести на первом реакторе около семи тонн трубок, то есть две трети номинальной мощности машины, а ведь уже налаживается 50-тонная установка. В компании говорят, что в этом случае — если, конечно, никто из потенциальных глобальных конкурентов не преподнесет сюрприза (а в это не верят) — глобальная доля компании составит 99%, да еще с несколькими девятками после запятой. Известно, что уже подготовлен проект установки на 100 тонн в год и подбирается место для ее возведения. Возникает справедливый вопрос: неужели рынок готов переварить даже текущее предложение OCSiAl, превышающее показатель трехгодичной давности практически на три порядка? На что рассчитывают инвесторы, уже вложившие в компанию более 100 млн долларов?

Материальный расклад

В 1996 году за фуллерен, еще одну разновидность углерода, группа исследователей, среди которых Роберт Керл, Харольд Крото, и Ричард Смолли, получила Нобелевскую премию по химии, но будет ли присуждена эта престижная награда за открытие углеродных нанотрубок, неизвестно — приоритет открытия в этом случае установить невозможно. В свое время нанотрубки наблюдали разные исследователи. Еще в 1952 году крупный российский физико-химик Леонид Радушкевич впервые получил в Институте физической химии АН СССР электронно-микроскопические снимки синтезированных при его же участии углеродных нанотрубок. В ноябре прошлого года в Японии прошла конференция, посвященная 25-летию открытия CNT физиком Сумио Иидзимой. Дата привязана к публикации ученого в журнале Nature. В 2007 году его имя даже называлось в числе предполагаемых номинантов, но Нобелевка японцу тогда не досталась.

Tuball появился прежде всего благодаря выдающемуся ученому Михаилу Предтеченскому (справа) и технологическому предпринимателю Юрию Коропачинскому
Tuball появился прежде всего благодаря выдающемуся ученому Михаилу Предтеченскому (справа) и технологическому предпринимателю Юрию Коропачинскому
Фотография: OCSiAl 

В чем важность открытия углеродных нанотрубок? Дело в том, что изучение свойств CNT подсказало разработчикам путь для создания широкого спектра новых материалов. Электро- и теплопроводность трубок в несколько раз выше, чем у меди. Они обладают высокой химической и температурной стойкостью. Другое их важнейшее свойство — экстремально высокая прочность, к примеру, в сто раз выше, чем у стали, так что ученые поговаривают даже о возможности создания углеродного троса для космического лифта. Мало того, исследователи быстро убедились: нанотрубки могут служить практически универсальной добавкой, или аддитивом, «передающей» заданные свойства в основные конструкционные и другие материалы-реципиенты — металлы, пластики и бетоны, — существенно меняя и расширяя их функциональные свойства.

Нанотрубки с их сверхпрочностью и протяженной нитеподобной структурой можно использовать в качестве армирующей добавки в широком спектре материалов, где они играют примерно ту же роль, что и стальная арматура в бетоне. Добавка всего одного процента CNT в алюминий позволяет получать материал со свойствами, близкими к стали. Ввод трубок в сотых долях процента от общего объема материала в различные пластики обеспечивает их электропроводность и улучшает механические свойства, которые приближаются к свойствам металлов. Эксперименты с добавками долей процента углеродных нанотрубок в бетон показывают, что они увеличивают его прочность в полтора раза, а пенобетона — вдвое.

По сути, это обещает революцию в сфере материалов. Рассмотрим, например, конструкцию моста, которая в полтора раза прочнее исходной. В этом случае нагрузка на опоры уменьшится также в полтора раза, но поскольку и материал опор — тот же бетон — становится за счет нанодобавок в полтора раза прочнее, необходимость в нем уменьшится уже более чем в два раза. Нетрудно догадаться, что сокращение расхода топливных, энергетических, человеческих и других ресурсов будет происходить на каждой стадии производства и использования материалов — от добычи сырья и производства до разноуровневой логистики и монтажных работ. Представьте себе, что на строительство самого высокого здания в мире — более чем 800-метровой башни «Бурдж-Халифа» в Дубае — ушло бы не 320 тыс. кубометров бетона, а вполовину меньше. Вот где потенциал энергоэффективности, ресурсосбережения, а значит, сокращения вредных выбросов и спасения от глобального потепления, о чем, в частности, заявляли высокие особы применительно к сибирской технологии.

magnifier.png В нынешнем году в Новосибирске планируют произвести на первом реакторе около семи тонн трубок, то есть две трети номинальной мощности машины, а ведь уже налаживается 50-тонная установка

Перспективы применения разнообразных уникальных свойств нанотрубок зажгли любопытство многочисленных исследователей и инженеров, которые предложили уже тысячи самых разных вариантов использования этого материала в электронике, биотехнологии, материаловедении и других сферах. Сейчас в этой области насчитывается около 40 тыс. патентов на применение и почти миллион публикаций. По мнению топ-менеджеров компании OCSiAl, такой исследовательский всплеск уже привел к высокой готовности производителей материалов использовать CNT.

Так в чем же дело: бери и добавляй, получая необходимые свойства композитов. Что же этому мешало? Прежде всего дороговизна и отсутствие промышленных масштабов производства качественных CNT. К тому же надо иметь в виду еще одно обстоятельство: под словосочетанием «углеродные нанотрубки» прячется множество их разновидностей. Самые совершенные — одностенные (SWCNT), со стенками толщиной в один атом. Как раз такие выпускает OCSiAl. В зависимости от качества их еще недавно можно было купить на рынке по цене от тысячи до нескольких сотен тысяч долларов за килограмм. Именно они и демонстрируют рекордную прочность и электропроводность, а также аддитивные свойства.

Казалось бы, эти характеристики близки соответствующим показателям многостенных трубок (MWCNT) того же диаметра, но, как утверждают в OCSiAl, «черт, да не тот»: выходит, что удельные характеристики MWCNT в расчете на единицу массы не менее чем на порядок хуже, чем у более легких одностенных. Основное преимущество новосибирской технологии как раз в умении промышленно синтезировать одностенные CNT. За счет того, что их удельная проводимость и прочность во много раз выше, чем у многостенных, добавлять их в матричные материалы можно в 10–100 раз меньше, чем многостенных. Например, чтобы получить проводящий пластик, нужно ввести одностенных нанотрубок всего сотые доли процента от объема матричного материала, при этом пластик сохранит свой цвет или прозрачность, а для достижения того же эффекта с участием многостенных CNT потребуется добавить в него уже проценты порошка, что и объясняет черный цвет существующих проводящих пластиков с добавками MWCNT.

В Центр прототипирования материалов OCSiAl в 2017 году намерены вложить около $5 млн
В Центр прототипирования материалов OCSiAl в 2017 году намерены вложить около $5 млн
Фотография: OCSiAl

Нашли, правда, и достаточно недорогие — до 100 долларов за килограмм — способы производства многостенных трубок с применением так называемых методов взвешенного слоя. На эту технологию поставили, взбудораженные перспективами применения CNT и построив крупные промышленные реакторы, крупные химические концерны: Bayer, Arkema, Showa Denko — и проиграли. Рынок отказался принять их продукцию, так как материаловеды столкнулись с серьезной проблемой ее практического применения. Дело в том, что многостенные CNT представляют собой клубки из туго переплетенных трубок размером около миллиметра, которые для получения более качественного материала надо еще «распутать», а это сложно и дорого. Порошок же без такой «размотки» не приносит нужного эффекта, брали его в основном неохотно. В то же время был очевиден большой потенциальный спрос на качественные CNT — в частности, это доказывают показатели OCSiAl за прошлый год, когда были раскуплены все три с половиной тонны выпущенных компанией Tuball.

Технологический демпинг

С появлением на рынке OCSiAl ситуация на нем действительно начала стремительно меняться. Автором технологии и позднее сооснователем компании стал ученый из новосибирского Института теплофизики (с осени прошлого года — академик РАН) Михаил Предтеченский. Он известен в Академгородке своим инновационным подвижничеством и несколькими удачными проектами, из которых производство одностенных нанотрубок — самый амбициозный.

Этот проект заинтересовал Предтеченского с практической точки зрения после того, как осенью 2009 года он посетил выставки «Роснано», где увидел, как с использованием углеродных нанотрубок можно получить новые материалы с уникальными свойствами. До этого Предтеченский CNT, конечно, интересовался, но скорее как ученый, научная деятельность которого начиналась с изучения в 1980-е годы свойств наночастиц в молекулярных пучках, поэтому он отслеживал достижения в области получения и исследования наночастиц, в том числе углеродных нанотрубок. Но долгое время было непонятно, как их можно использовать.

magnifier.png Эксперименты с добавками долей процента углеродных нанотрубок в бетон показывают, что они увеличивают его прочность в полтора раза, а пенобетона — вдвое

Экспозиция «Роснано» показала, что если удастся существенно уменьшить стоимость нанотрубок, то они будут иметь реальную коммерческую ценность. У Предтеченского возникла идея использовать для получения «дешевых» нанотрубок одну из собственных разработок — плазмохимический реактор с жидкими электродами, изначально предназначенный для уничтожения токсичных отходов. В этой машине отсутствует необходимость продления ресурса жаростойких твердых материалов, как это делается в обычных плазматронах, рабочий объем которых заполняется инертным газом. Специалистам понятно, что такой реактор позволяет существенно расширить возможности плазмохимических технологий, так как в нем сняты ограничения на состав газовой атмосферы, в которой горит дуговой разряд.

Правда, в этом месте требуется оговорка. Как изменилась с начала разработок технологическая концепция реактора, похоже, никто не знает, кроме самого академика. Когда автор этих строк побывал в ноябре прошлого года на форуме Nanoaugmented Materials Industry Summit 2016, устроенном OCSiAl, приглашенных участников мероприятия провели по лабораториям и производственным помещениям. Так вот, реакторы, как новый, так и старый, полностью скрыты от посторонних взоров, доступ к ним ограничен даже для сотрудников самого OCSiAl. Такая таинственность попахивает, конечно, рекламным ходом — ну что могут усмотреть за несколько минут посещения профаны журналисты или специалисты, выпускающие антистатические наливные полы? Сам Михаил Предтеченский говорил, что специалист его уровня некоторые особенности технологического устройства реактора может понять даже по внешнему виду реактора и сэкономить разработчикам со стороны год-другой, но на отработку режимов и на прочие технологические тонкости все равно уйдут годы. Похоже, в OCSiAl не собираются дарить конкурентам и минуты форы.

Как можно раскрутить CNT в качестве продукта широкого практического применения, подсказал известный бизнесмен Юрий Коропачинский. Уже несколько лет он искал в новосибирском Академгородке перспективные идеи и создавал стартапы, а ученый искал инвесторов.

Схема получения углеродных нанотрубок
Схема получения углеродных нанотрубок

Коропачинский сразу оценил масштаб и коммерческие перспективы этого направления и убедил еще двоих инвесторов, Юрия Зельвенского и Олега Кириллова, начать финансирование проекта. Так появилась проектная компания OCSiAl с командой, в которую входили выдающиеся мультидисциплинарные ученые, умеющие конвертировать знания в технологии, и инновационные управленцы, понимающие, как все это можно превращать в деньги.

Коропачинский был вхож в кабинет руководителя «Роснано» (усилиями обоих в Томске и Новосибирске были открыты наноцентры) и смог зажечь Анатолия Чубайса идеей глобального захвата и доминирования на рынке качественных наноуглеродных трубок. В 2012 году госкорпорация за 20 млн долларов стала обладательницей примерно 20% активов OCSiAl. По словам Михаила Предтеченского, это не только и не столько деньги: организационный ресурс корпорации, влияние ее руководителя сразу вывели проект на другой уровень развития. «Роснано» провела комплексную научно-техническую и бизнес-экспертизу, результаты которой еще больше укрепили уверенность в правильности выбранного направления. Именно деньги госкорпорации помогли достроить первый промышленный реактор «Графетрон-1.0», который решил проблему значительно более дешевого выпуска качественного материала — причем не агломерированных MWCNT, а раздельных одностенных углеродных нанотрубок, в результате чего мировые цены на них упали в 50–100 раз!

Ход поперек рынка

Доводка технологии синтеза углеродных наноматериалов стратегическим направлением была только в момент запуска и на первом этапе самого проекта. Но в ходе погружения в реалии рынка сразу же стало сбываться

предсказание маркетологов: для успешного продвижения компании одного производства наноматериалов недостаточно.

За прошлый год были раскуплены все три с половиной тонны выпущенных компанией Tuball
За прошлый год были раскуплены все три с половиной тонны выпущенных компанией Tuball
Фотография: OCSiAl 

Помимо традиционной технологической инерции из-за отсутствия рынка CNT у потенциальных промышленных компаний не было ни знаний, ни опыта, ни технологий аддитирования углеродных нанотрубок в материалы, а зачастую и простого желания связываться с новым. Стало понятно, что необходимо подготавливать рынок сбыта для своего продукта: хочешь продать то, что производишь, — надо ломать сопротивление инновации, демонстрируя потенциальному потребителю на его же продуктах эффект от введения CNT, научить его эффективно использовать продукт, попутно объясняя, что без всего этого можно быстро и безнадежно отстать от тренда, а значит, и от конкурентов.

Для начала предприняли рекламный ход: научно-производственным департаментам сотен производителей различных материалов бесплатно рассылали предшествующие образцы нанотрубок. Наслышанные о SWCNT специалисты наживку заглотили. Искра интереса была зажжена и поддерживалась другими мероприятиями. В компании сразу же продумали стратегию продвижения с технологическим уклоном: выбрали ряд перспективных применений CNT и начали разрабатывать соответствующие технологии производства продуктов. Для этого тут же, рядом с реактором, который, выпуская продукцию, продолжал работать и как научно-экспериментальный, был создан Центр прототипирования материалов, напичканный самым современным оборудованием. При этом ориентировались на рынки, где можно быстро создать истории технологического успеха, то есть где свойства наномодифицированных материалов должны были, по расчетам, проявиться наиболее очевидно, — в частности, это материалы для производства электродов для аккумуляторов, различные композиты, пластики, резины.

Так, в России в передовики по использованию нанотрубок выбились производители антиэлектростатических наливных полов: уже 80% продукции они изготавливают из композитов с добавкой SWCNT. В OCSiAl не дожидались, пока такой успех вдруг свалится им на голову. Ученые компании сами изучили свойства этих полов, создали конечную технологию их изготовления, поставляли партнерам образцы, согласовали с ними технические регламенты и в итоге эти регламенты безвозмездно им передали. В результате, если раньше полы наливались в три слоя, то теперь — в два при лучших характеристиках, а общая себестоимость работ снизилась.

В лабораториях компании разработали и серию суспензий — концентрированных составов на основе широко распространенных промышленных растворителей, с которыми партнерам намного легче работать самостоятельно, чем просто с порошком, так как эти мастербатчи намного технологичнее вводятся в различные материалы в процессе их изготовления. «Кое в чем мы добились впечатляющих результатов, а зачастую достигаем рекордных параметров, — говорит Михаил Предтеченский. — Мы и сами можем выпускать некоторые материалы с добавками, практически как промышленная компания. Причем наши образцы зачастую даже лучше, чем те, что разработаны научными подразделениями самих профильных корпораций».

magnifier.png Уже сейчас практически вся производимая компанией нанопродукция расписана — в основном под зарубежные контракты, а в ближайшие два-три года в OCSiAl ждут повышения спроса на их продукцию еще на порядок

Что касается «профильных корпораций», то в этих словах Предтеченского явно содержится намек на тех критиков, которые считают, что тема нанотрубок подается с излишним пафосом и представляет собой скорее образчик пропаганды «в духе Чубайса». Но технократы остаются технократами — при всем неприятии излишеств идеологического продвижения SWCNT, они согласны: перспективы использования сибирского ноу-хау действительно неплохие. При этом, безусловно, встречаются проблемы технического плана: зачастую требуется принципиально менять технологии, по сути, «произвести революцию» в многотоннажном производстве, из-за чего ввести продукт в промышленный обиход быстро не удастся и переход в карбоновый век не будет столь скорым, как обещают в OCSiAl. Некоторые специалисты сомневаются и в универсальности Tuball в качестве универсальной добавки ко всему многообразию матричных материалов.

Впрочем, несмотря на звучащую с разных сторон критику, интерес к продукции и технологиям новосибирцев растет. Многие закупают Tuball для изучения возможностей его использования в промышленном производстве пластиков, красок, покрытий, латексов, электродов, красок, резиновых покрышек. Другие уже производят. Lanxess, Duksan, Union Chemicals, Evermore, Latern — крупнейшие региональные лидеры на рынке химикатов и реагентов уже сегодня производят и реализуют по технологии сибиряков концентраты, упрощающие работу с нанотрубками. Самый крупный контракт на поставку 1,7 тонны порошка для производства собственных концентратов подписала Union Chemicals.

Приобретает сибирский SWCNT и корейская Grace Continental — производитель «жидких силиконов» для электроники, авиа- и автомобилестроения. В частности, корейцы уже поставляют продукцию с нанотрубками, идущую на изготовление антистатических силиконовых защитных покрытий для экранов смартфонов. Среди потребителей Tuball — крупные компании, выпускающие композиты для авиа- и автомобилестроения: европейская BUFA Composite Systems и индийская Mahindra CIE.

CNT-бумага в несколько раз прочнее и легче алюминия и меди, поэтому ее прямое предназначение — авиакосмическая отрасль
CNT-бумага в несколько раз прочнее и легче алюминия и меди, поэтому ее прямое предназначение — авиакосмическая отрасль
Фотография: OCSiAl 

Крупные мировые производители электрохимических источников тока также тестируют сибирские нанотрубки — в перспективе они обещают увеличить энергоемкость батареи на 60%. Неплохи и уже полученные результаты, в этом году ряд ведущих компаний — производителей источников тока, включая BAK, планируют начать выпуск литий-ионных аккумуляторов для электромобилей с добавкой Tuball.

Tuball нужна не только для улучшения свойств матричных, но и для создания совершенно новых материалов. В OCSiAl со временем планируют стать потребителем собственного сырья, создавая новые композиты, в которых нанотрубки будут составлять значительную долю. Приглашенным на Nanoaugmented Materials Industry Summit показали бумагу, на 80% состоящую из нанотрубок. Это сверхлегкая, проводящая и износостойкая «бумага», в несколько раз прочнее и легче алюминия и меди и при этом близка к ним по электрической проводимости. Ее уже можно производить в промышленных масштабах, например для авиакосмической отрасли. За счет замены тяжелой медной экранирующей оплетки в кабеле на легкую ленту из нанотрубок Tuball, вес кабеля можно облегчить на 15–75%.

Уже сейчас практически вся производимая компанией нанопродукция расписана — в основном под зарубежные контракты, а уже в ближайшие два-три года в OCSiAl ждут повышения спроса на их продукцию еще на порядок за счет запуска по всему миру промышленного производства различных материалов с Tuball. Ждут этого и инвесторы: по мнению Юрия Коропачинского, они уже сейчас оценивают активы сибирцев в миллиард долларов и прогнозируют рост их стоимости в два с половиной раза уже в ближайшее время.

Форсайт от Коропачинского

По мнению Юрия Коропачинского, промышленное производство одностенных углеродных трубок — принципиальное достижение шестой технологической волны и начинающейся четвертой промышленной революции. Дело в том, что это первый материал с принципиально новыми свойствами, который человечество научилось производить промышленно за последние пятьдесят лет (тогда получили углепластик). Пока неизвестен ни один другой материал из этой области, включая графен, который производился бы именно в промышленных масштабах.

Следом за появлением промышленного производства SWCNT должны произойти еще два важных события. Первое из них — появление новых материалов, целевое свойство которых, например электропроводность, теплопроводность или прочность, возрастает не менее чем на 50% по сравнению с материалом, который модифицируется при достаточно низких концентрациях аддитива.

Но более важным этапом, считают создатели Tuball, станет возможность создания принципиально новых материалов — нанокомпозитов, которые заняли бы место современных композитов, но были лишены их недостатков. Какие недостатки есть у существующих композитов? Углепластик, который воспринимается как чрезвычайно современный материал, несмотря на то что изобретен он в 1963 году, обладает проблемой так называемого межслоевого сдвига. Эта проблема приводит к тому, что, хотя материал этот на 70% прочнее алюминия, он никогда не может полностью реализовать своих свойств из-за проблемы межслоевого сдвига. Непредсказуемость этого фактора приводит к тому, что при проектировании, например, самолетов для нивелирования этого недостатка закладывается 60-процентный коэффициент утолщения материала. Поэтому углепластик никак не может вытеснить алюминий из авиации.

Нанокомпозиты (в этом случае речь, разумеется, идет о материалах, которые созданы из одностенных углеродных нанотрубок) будут лишены этого недостатка. К примеру, прочность той же Tuball-бумаги, созданной в Новосибирске, превышает уже 1000 мегапаскалей, и есть все основания полагать, утверждает соучредитель OCSiAl, что можно достичь показателя в 1,5 гигапаскаля. Из-за отсутствия в такой бумаге проблем межслоевого сдвига во многих случаях она может очень эффективно заменять углепластиковые композиты.

Следующим этапом продвижения к карбоновому веку станет создание электрохимических источников тока с плотностью энергии, на 50% и более превосходящей современные литий-ионные и литий-серные батареи. Соединение двух свойств — повышение плотности энергии батарей на 50% и упрочнение материала на те же 50% — сделает возможным создание таких устройств, которые в наши дни пока невозможны, и прежде всего речь идет о новых видах транспорта. По мнению Юрия Коропачинского, уже в ближайшее время появятся как минимум несколько видов транспорта. Первый — электроскутеры с дальностью поездки более 100 километров, способные заряжаться в течение часа. В результате их появления мир мотоциклов начнет стремительно гибнуть и двигатели внутреннего сгорания полностью исчезнут из этого сектора.

Второй — новое поколение электромобилей. Tesla (даже несмотря на феерический успех модели Tesla S) — очень дорогая машина, в то же время ее пробег, экономические и пользовательские свойства такие же, как у обычного современного автомобиля среднего класса. Появление недорогих электромобилей среднего класса с запасом хода более 1000 километров и с разумным временем зарядки приведет к гибели двигателей внутреннего сгорания на этом рынке. И так же, как сто лет назад паровой двигатель в течение десятилетия был полностью заменен ДВС, произойдет полная замена двигателей внутреннего сгорания электрическими в автомобильной промышленности. Топ-менеджер OCSiAl считает, что этот процесс начнет происходить уже после 2020 года.

Третий вид транспорта, который может появиться уже в течение следующих пяти лет, — первые пассажирские дроны. Сейчас они не способны перемещать крупные грузы и людей, так как компонентам, из которых они собраны, недостает удельных свойств. Если же увеличить прочность материала в два-три раза и наполовину поднять плотность энергии в батареях, то становится возможным создать пассажирские дроны, то есть индивидуальные средства передвижения, авиатакси, на которых человек сможет перемещаться из точки в точку, например в пределах одного города.

Благодаря новым материалам появится по-настоящему коммерческая космонавтика и, возможно, еще до 2050 года будет построен космический лифт. Четверть века — это такой отрезок, напоминает Коропачинский, в течение которого представления человека о возможном и невозможном могут измениться кардинально. Первая жидкостная ракета взлетела в 1943 году, и уже 26 лет спустя человек высадился на Луну.

Появится новый вид коммуникаций — атмосферные спутники. Это своеобразные беспилотные самолеты на фотоэлементах, которые смогут летать на высоте более 20 км, где нет облаков, непрерывно около пяти лет. С помощью таких спутников можно покрыть любую точку планеты широкополосным Wi-Fi, а при необходимости создать сеть в каком-то новом регионе достаточно перенаправить туда эскадрилью. Специалисты считают, что уже в следующие десять лет может появиться около 50 тыс. таких устройств. Это намного больше числа гражданских лайнеров, вылетающих сегодня ежедневно из аэропортов. Компании Facebook и Google недавно купили стартапы, которые заявляли о возможности создания атмосферных спутников и сегодня разрабатывают подобные технологии, засекретив их.

Пока же полноценного высотного атмосферного летательного аппарата не создано. Чтобы он мог нести стандартное оборудование, обеспечивающее сотовую связь, размах его крыльев должен составлять около 40 метров. Из существующих полимеров, например из того же углепластика, нельзя создать экономически целесообразный, легкий объект с очень большим сроком службы. К тому же современные литий-ионные батареи пока не обеспечивают необходимого запаса емкости для полета такого самолета в ночное время. Но если взять параметры, которые обеспечиваются использованием одностенных нанотрубок, то такие спутники создать можно.

Темы: Инновации

Еще по теме