Технология и оборудование синтеза фуллеренов
Группой разработчиков «НПО Бином» создана эффективная технология и оборудование
синтеза фуллеренов.
Плазмохимический синтез фуллеренов — радикальные изменения в технологии
производства с одновременным высоким качеством получаемого продукта.
Производство фуллерена, в промышленных масштабах с помощью плазмохимического
метода, основа для создания нанотехнологического кластера инновационных предприятий,
которые будут вовлечены в процесс производства фуллеренов и фуллереносодержащей
продукции на разных стадиях.
Существующие на сегодняшний день альтернативные технологии производства фуллеренов
проигрывают плазмохимическому способу по показателям производительности, чистоты
получаемого продукта, экономическим составляющим и отсутствием «точек роста»
касающихся, как объемов производства продукта, так и массовым его применением в
промышленности.
К способам повышения экономической эффективности производства фуллеренов
необходимо отнести непрерывность и автоматизацию производственного процесса.
Ни один элемент периодической системы Менделеева не обладает тем разнообразием свойств, иногда прямо противоположных, которое присуще углероду. Столь уникальные свойства – причина того, что и чистый углерод, и содержащие его материалы служат объектами фундаментальных исследований и применяются в бесчисленных технологических процессах.
Фуллерен наряду с алмазом, графитом и углеродными нанотрубками представляет собой аллотропную форму углерода. Основным преимуществом фуллеренов перед другими углеродными веществами/материалами (аллотропными формами углерода) являются их высокие электроноакцепторные свойства, а также возможность синтезировать разнообразные химические производные. Кроме того, фуллерены биосовместимы, что позволяет использование их в медицине.
Перспективы применения фуллеренов обусловлены спецификой их физико-химических характеристик. Они являются перспективными наноматериалами для создания новых видов продукции с улучшенными свойствами, которые могут найти свое применение во множестве отраслей промышленности: энергетике, электронике, медицине, фармацевтике, машиностроении и др.
Производственный комплекс промышленного синтеза фуллеренов.
Установка КБ «НПО Бином» дает возможность получения фуллеренов в количестве
удовлетворяющем потребности промышленности, путем повышения производительности
синтеза фуллеренов, обеспечение очистки и разделения фуллеренов в процессе их синтеза,
а также исключение отходов при производстве.
Существующие на сегодняшний день альтернативные технологии производства фуллеренов
проигрывают плазмохимическому способу по показателям производительности, чистоты
получаемого продукта и экономическим критериям.
Вне сведений потребителя всегда остается химическая чистота фуллерена.
Именно химическая чистота характеризует фуллерен, как и любой другой естественный или
синтезированный продукт. Нами разработана технология получения химически чистого
фуллерена одновременно с его физической чистотой. Такой уникальный результат
достигается без использования каких-либо жидких сред. Это позволяет получить абсолютно
чистый фуллерен, и в этом принципиальное отличие получаемого материала, который можно
использовать в любых нанотехнологиях.
Для выделения такого материала в класс особо чистых, необходимо при сертифицировании
предусмотреть еще один принципиально значимый показатель: химическая чистота.
В этом случае потребитель получит истинную информацию о качестве продукта.
В нашем случае показатель — химическая чистота – абсолютная.
Определяющим преимуществом нашей установки является то, что впервые в мире
разработана комплексная технология, обеспечивающая получение фуллеренового экстракта.
Разделение его на классы, в процессе одного непрерывного цикла, исключительно сухим
методом, фазового преобразования исходных материалов и разделение молекул по
фракциям, что не оставляет и следов вспомогательных материалов, сохраняя их истинные
физико-химические свойства.
Уникальная технологическая схема предлагаемого комплекса позволяет выделить
фуллерены по классам (С60, С-70, С-84 и высшие) и отделить пироуглерод и сажу, которые
впоследствии используются в различных технологических процессах, как основной компонент
для производства композиционных фуллереносодержащих материалов.
Пироуглерод характеризуется высокими значениями физико-механических показателей,
стойкостью к эрозии и воздействию агрессивных сред. Он нашел широкое применение в
покрытиях графитовых тиглей для плавки высокотемпературных металлов и огнеупоров,
электродов для химического спектрального анализа, материалов для работы в коррозионных
жидких средах, а также имеет многоплановое применение в производстве «каталитической»
продукции, где в полном объеме используется его абсорбционная способность.
Одной из важных потребительских характеристик фуллереносодержащей сажи заключается
в том, что она состоит на 100% из чистого углерода.
Технический углерод (сажа) содержит в себе различные примеси (в том числе
углеводороды), содержание которых может достигать 5-10% от общей массы, что не
позволяет использовать ее в тех областях промышленности (например, в металлургии), где
необходим особо чистый углерод.
Наш продукт обладает отличными характеристиками, которые превосходят технический
углерод, в том числе по размеру фракции.
При относительно низкой цене на фуллереносодержащую сажу (в сравнении с С60) и
относительной простоте и производительности метода, наш продукт коммерчески доступен и
может использоваться в любом производстве в промышленных масштабах.
Наш метод позволяет использовать полученные фуллерены в любых областях, в точных и
особых технологиях: — биологии, фармакологии, медицине, электронике, оптике; —
информационной технологии – для сверхплотной записи информации; — при получении
совершенно новых материалов с упорядоченными электронными, магнитными и оптическими
свойствами; — при создании конструкционного материала в 20 раз прочнее стали; — в
производстве защитных покрытий и других.