Углеродные нанотрубки
На сегодняшний день развитый коммерческий рынок углеродных нанотрубок в России отсутствует, а проекты по их использованию в производстве находятся только на стадии научных исследований. По экспертным оценкам, объем потребления составляет 3–5 кг в год. Столь низкие показатели потребления определяются высокой стоимостью УНТ, длительностью внедрения инноваций в промышленное производство, слабой восприимчивостью к инновациям, дороговизной НИОКР, влиянием кризиса на потенциальные отрасли-потребители и др.
Спрос на УНТ сегодня формируют по большей части исследовательские организации, которые закупают опытные образцы в небольших количествах. Производство УНТ в России в промышленных масштабах в настоящий момент отсутствует. Суммарная мощность реакторов российских производителей по синтезу УНТ составляет не более 5–10 т в год. Реальный объем их синтеза существенно ниже мощностей и составляет менее 1 % от максимально возможного. По экспертным оценкам, объем производства углеродных нанотрубок в России составляет в среднем 10.2 кг в год. Среди общего количества синтезируемых нанотрубок 98 % приходится на многослойные нанотрубки. В отличие от крупных мировых промышленных предприятий, которые ведут синтез углеродных нанотрубок, российские производители представляют из себя небольшие наукоемкие компании, созданные академическими или отраслевыми учеными. Крупнейшие производители углеродных волокон сегодня: «НаноТехЦентр» (мощность – до 2000 кг/год); однослойных – NanoCarbLab (мощность – до 2 кг/год); многослойных нанотрубок – НТЦ «Гра- НаТ» (мощность – до 0.5 кг/день). Дальнейшие перспективы российского рынка скорее позитивны. Прогнозируемый рост спроса на нанотрубки обусловлен их уникальными физико-химическими свойствами и способностью к оптимизации характеристик продукции под различные отрасли промышленности.
Фуллерены
2008 год продемонстрировал снижение численности новых патентов в области фуллеренов в России. Скорее всего, это связано со смещением акцента в исследованиях на другой наноматериал – углеродные нанотрубки, число публикаций по которым ежегодно растет. По данным Research.Techart, объем производства фуллеренов С60 и С70 в 2008 году составил около 30 кг, экстракта фуллеренов – 70–100 кг. Российский рынок фуллеренов стабилен, объемы производства находятся на уровне 25–30 кг на протяжении нескольких последних лет. Высшие фуллерены пока изготавливают только опытными партиями в объеме 1–2 граммов в год. Объемы производства фуллереновой сажи значительно выше и ежегодно составляют около 1–1.5 тонны. Массовый спрос на фуллерены сегодня отсутствует. В связи с этим производители ориентированы на нишевой спрос (вакцины, катализаторы и др.) и на удовлетворение специального и эксклюзивного спроса (добавки к ракетному топливу, защитные покрытия в авиастроении, использование при реставрации уникальных зданий).
В России, как и во всем мире, наиболее распространенная технология производства фуллеренов – дуговой метод. Его низкая экономическая эффективность заставляет производителей искать пути его усовершенствования. В структуре спроса на фуллерены госсектор однозначно превалирует. На сегодняшний день наиболее развито потребление фуллереновой сажи, что определяется ее низкой стоимостью (15–20 руб/грамм). Цена делает ее доступной для проведения научных исследований или для использования в качестве наномодификатора.».
Российский рынок нанокомпозитов
Число исследовательских проектов в области нанокомпозитов растет начиная с 2000 года. В области работают, по большей части, научные центры, которые не реализуют коммерчески данный вид продукции. Большинство научных разработок в настоящий момент еще не запатентованы, по этому показателю Россия значительно отстает от других стран. Коммерческие предприятия, занимающиеся производством нанокомпозитов, как правило, организуют бывшие и нынешние сотрудники вузов или научных институтов системы РАН. В большинстве случаев они представляют собой небольшие предприятия, которые не афишируют широко свою деятельность и не ведут промышленное производство нанокомпозитов. Большинство предприятий ведут исследования в области одного вида нанокомпозитов.
Наиболее развитое направление сегодня — полимероматричные нанокомпозиты. Среди предприятий, работающих в разных сегментах рынка нанокомпозитов (металломатричных, полимероматричных и металлополимероматричных), можно выделить ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей». Приступила к коммерциализации своих изобретений компания НПФ «Элан-Практик». Она занимается нанесением современных нанокомпозитных покрытий на обрабатывающие инструменты. Для этого применяются упрочняющие нанокомпозиты с хромом и без. Начиная с 2007–2008 годов можно говорить о начале процесса коммерциализации нанокомпозитных материалов, который пока затронул отрасли производства изделий с высокой добавленной стоимостью: космическую отрасль, автомобилестроение и судостроение, военные приложения.
В перспективе вероятен переход к использованию нанокомпозитов в производстве товаров массового пользования. Определились приоритетные отрасли потребления композитов — производство упаковки для продуктов питания, безалкогольных и алкоголесодержащих напитков, а также выпуск электронных компонентов. В обоих сегментах рынка уже есть как прототипы материалов, так и опыт выпуска и использования реальных коммерческих товаров. Одновременно с процессом коммерциализации идет постоянный процесс разработки альтернативных и модернизации существующих технологий получения органоглин, металлических и керамических наноструктур и углеродных нанотрубок, а также нанокомпозитов на их основе.
По мнению экспертов, наибольшие перспективы в области нанокомпозитов имеют их приложения в качестве упрочняющих инструментальных покрытий для машиностроения, коррозионностойких материалов и покрытий для экстремальных условий эксплуатации, высокопрозрачной нанокерамики для оптики и фотоники, нанокомпозитов для топливных элементов и устройств наноионики, ресурсосберегающих керамических мембран с прецизионно регулируемой пористостью. Сегодня вполне очевидно, что нанокомпозиты будут постепенно отвоевывать рыночную долю у аналогичных товаров без наномодификаторов. Вопрос заключается в том, насколько быстро технологии проникнут на рынок и насколько объемным будет замещение традиционной продукции.
