Технология и оборудование синтеза фуллеренов
Фуллерен: уникальный материал современности
Ни один элемент Периодической системы Д. И. Менделеева не демонстрирует такого многообразия свойств, порой диаметрально противоположных, как углерод. Именно эта уникальность делает чистый углерод и материалы на его основе объектами фундаментальной науки и основой для бесчисленного множества технологических решений.
Фуллерен наряду с алмазом, графитом и углеродными нанотрубками является одной из аллотропных модификаций углерода. Его главные преимущества перед иными формами углерода:
Высокие электроноакцепторные характеристики;
Возможность синтеза широчайшего спектра химических производных;
Биосовместимость, открывающая широкие возможности для медицинского применения.
Физико-химические особенности фуллеренов делают их одними из самых перспективных наноматериалов. Они востребованы в энергетике, электронике, фармацевтике, машиностроении и медицине для создания продуктов нового поколения с улучшенными эксплуатационными свойствами.
Производственный комплекс НПО «Бином»
Наша установка — это готовое промышленное решение, способное удовлетворить текущие и перспективные потребности рынка. Ключевые возможности комплекса:
Повышенная производительность синтеза;
Встроенные системы очистки и разделения фуллеренов в режиме реального времени;
Полное исключение отходов — все побочные продукты находят применение в смежных технологиях.
Химическая чистота как стандарт качества
Зачастую от потребителя ускользает истинный показатель качества — химическая чистота фуллерена, которая, наравне с физической чистотой, определяет область его применения. Нами разработана технология, позволяющая достигать химической чистоты, приближенной к абсолютной, при этом мы отказываемся от использования каких-либо жидких сред.
Это принципиальное отличие нашего метода: сухой синтез гарантирует получение материала, свободного от остаточных растворителей и реагентов. Такой фуллерен готов к использованию в самых ответственных нанотехнологиях без дополнительной доработки.
Мы настаиваем на введении при сертификации обязательного показателя «химическая чистота», чтобы потребитель всегда получал достоверную информацию о качестве. В нашем случае этот показатель — абсолютный.
Уникальные технологические решения
Впервые в мире нами реализована комплексная технология, которая обеспечивает:
Получение фуллеренового экстракта.
Разделение на классы (C60, C70, C84 и высшие) в рамках одного непрерывного сухого цикла.
Фазовое преобразование исходных материалов без использования вспомогательных веществ, что позволяет сохранить истинные физико-химические свойства молекул.
Такая схема позволяет не только выделить чистые фуллерены по фракциям, но и отделить пироуглерод и сажу, которые впоследствии становятся ценным сырьем для производства композиционных материалов.
Ценность побочных продуктов
Пироуглерод демонстрирует высокую стойкость к эрозии и агрессивным средам, благодаря чему востребован для покрытий графитовых тиглей, производства огнеупоров, электродов для спектрального анализа и материалов для коррозионных сред. Его абсорбционные свойства также активно используются в каталитической продукции.
Фуллереносодержащая сажа нашего производства состоит на 100% из чистого углерода, что выгодно отличает ее от технического углерода (сажи), в котором примеси (включая углеводороды) достигают 5–10%. Это открывает двери для использования нашего продукта в металлургии и других отраслях, где недопустимо наличие посторонних элементов.
Доступность и перспективы применения
При относительно невысокой цене на фуллереносодержащую сажу (по сравнению с чистым C60) и высокой производительности метода наш продукт становится коммерчески доступным для масштабного промышленного внедрения.
Области использования полученных материалов поистине безграничны:
Биология, фармакология и медицина — создание лекарств нового поколения и биосовместимых имплантатов;
Электроника и оптика — высокоточные компоненты и сенсоры;
Информационные технологии — сверхплотная запись и хранение данных;
Материаловедение — создание конструкционных материалов, прочнее стали в 20 раз;
Производство защитных покрытий — для экстремальных условий эксплуатации.