"Venemaa peksis Jaapanit kõrgtehnoloogiliste toorainete arendamisel." Pärast selle fraasi lugemist võidakse mind kahtlustada võltsimises. Toorainetööstus on oluline valdkond, milles Jaapan on tänapäevani väga konkurentsitihe. Venemaa tooraine kohta on enamasti negatiivseid ülevaateid, kuid ühe materjali tootmisel suutis Venemaa meist ikkagi mööda minna, “kirjutab Kotaro Watanabe.
Venemaa alistas Jaapani kõrgtehnoloogiliste toorainete arendamisel …
Pärast selle fraasi lugemist võidakse mind kahtlustada võltsimises. Toorainetööstus on oluline valdkond, milles Jaapan on tänapäevani väga konkurentsitihe. Paljud Jaapani tooted on ülemaailmse edetabeli tipus: ülitugev teras, süsinikkiud, legeeritud teras jne.
Samal ajal, nagu ka Venemaa toorainetööstuses, on kõrgekvaliteedilised tooted haruldased: titaani võib nimetada offhandiks, kuid enamasti on sellel halbu ülevaateid.
Näiteks autotööstuses kasutatavat vene tsingitud lehtmetalli ei saa võrrelda jaapanlastega. Vene metall on tõepoolest kaetud lihtsalt tsingikihiga. Kui seda pisut painutada, siis tsink lahkub. Probleem pole ainult tsingis. Lehtede paksust ei hoita; metallis on ka palju lisandeid.
Sellisest lehtmetallist on võimatu valmistada kvaliteetset toodet. Venemaal on Jaapani kvaliteedi saavutamine täiesti ebareaalne. Üks põhjusi on toorainetööstuse nõrk võimekus.
Mis puutub elektrisõidukites kasutatavate liitiumioonakude patareide jõudlust suurendavate süsiniknanotorude arendamisse, siis tundub, et Venemaa tooted on Jaapani akudest tõesti mööda läinud.
Süsiniknanotorudest on saanud kauaoodatud uus, suure mahutavuse ja tihedusega materjal.
Reklaamvideo:
Sellegipoolest oli see materjal väga kallis: mitukümmend tuhat jeeni grammi kohta; kümme korda kallim kui toores kuld. Sellisest materjalist oli vastuvõetava hinnaga tooteid võimatu valmistada, nii et keegi ei leidnud sellele kasutust.
Ja ühtäkki töötas Oksiali Venemaa haru (OCSiAl) välja meetodi süsiniknanotorude tootmiseks hinnaga 300 jeeni grammi kohta. Tõepoolest, loodi logistikasüsteem ja müük algas kindla hinnaga.
Mis on süsiniku nanotorud
Süsiniknanotorud on molekulaarsuurused torud, mis on kokku keritud süsinikuaatomitest.
Nagu süsinikikristallist võib näha, on süsinikuaatomil tugevad interatoomsed sidemed, mille tõttu on materjalil sellised füüsikalised omadused nagu tugevus jne.
Süsiniknanotorud taluvad tuhat korda suuremaid voolusid kui vask; soojusjuhtivus on umbes seitse korda suurem kui vasel; nende tugevus on 8–80 korda suurem kui süsinikkiust.
Nagu nimigi ütleb, on need torud nanomõõdulised, seega pole neist üksi mingit kasu. Kuna neil on täiustatud füüsikalised omadused, võib nende lisamine parandada lõppmaterjali jõudlust.
Näiteks kui lisate plastile süsiniknanotorusid, võib see juhtida elektrit.
Kuna seda lisatakse väga vähe, jääb läbipaistev plastik läbipaistvaks. See näeb välja nagu tavaline plastik, kuid juhib elektrit.
Praegu on suurimad ootused seotud elektrisõidukite teise põlvkonna akude jõudluse parandamisega. Süsiniknanotorud juhivad elektrit hästi. Need on pikad ja mitte eriti laiad. Torud moodustavad ühendusi, mis hõlbustavad elektrivoolukanali moodustamist.
Pulbrile lisamisel ühendavad nad osakesi juhtivuse teel. Liitium-ioonpatareide valmistamisel kasutatavale materjalile süsiniknanotorude lisamisega saab patareide jõudlust parendada, kui osakesed juhivad paremini.
Lisaks töötavad Jaapani Riiklik materjaliteaduse instituut ning teaduse ja tehnoloogia agentuur teist tüüpi akusid: liitium-õhu patareisid, milles kasutatakse katoodis süsiniknanotorusid. Selliste akude mahutavus on 15 korda suurem kui liitium-ioon akude mahutavus. Uuringud viiakse läbi koos tarkvaraga SoftBank.
Keemiline reaktsioon akus soodustab elektrivoolu takistavate osakeste kogunemist.
Süsiniknanotorud muudavad kuju ja akumuleerivad selliseid osakesi, kuid kuna neil on võime moodustada kanaleid, mille kaudu elekter hõlpsamini läbib, toetavad nad elektrienergia voogu aku sees. See süsiniknanotorude omadus tagab suure aku mahutavuse.
Varem oli teada, et süsiniknanotorud võivad parandada mitmesuguste toodete toimivust, kuid neid ei kasutatud kulla hinnast kümme korda suurema maksumuse tõttu.
Vaatamata asjaolule, et väike kogus süsiniknanotorusid võib parandada füüsikalisi omadusi, suurendab nende lisamine toorainele toote kulusid märkimisväärselt ja ületab isegi algmaterjali kulusid.
Süsiniknanotorusid on kahte tüüpi: ühe seinaga ja mitme seinaga. Ühekihilised edestavad mitmekihilisi, kuid nende hind oli liiga kõrge. Sellega seoses viidi läbi uuringud odavate ühe seinaga süsiniknanotorude tootmiseks kasutatavate meetodite valdkonnas.
Jaapanis viib sarnaseid uuringuid läbi uus energia- ja tööstustehnoloogia arendusorganisatsioon selliste ettevõtete osalusel nagu Zeon Corporation jne. See projekt on valitsuse kontrolli all.
Jaapani areng ei lõppenud ebaõnnestumisega
Efektiivsus on algsest meetodist suurenenud kolm tuhat korda. Jaapan on nüüd võimeline tootma ühekordse seinaga süsiniknanotorusid 500 korda kauem. Algselt maksid monosülaamilised torud mitukümmend tuhat jeeni grammi kohta, kuid nüüd toodetakse neid hinnaga 1000–2000 jeeni grammi kohta. Lisaks on Jaapani üheseinalised süsiniknanotorud puhtuse poolest paremad kui Venemaa proovid.
Sellegipoolest on Venemaa Oksial (OCSiAl) välja töötanud tehnoloogia üheseinaliste süsiniknanotorude kandmiseks pulbristatud metallile. See toodab ühekihilisi torusid 300 jeeni grammi kohta. Jaapani proovid on puhtamad, kuid kolm korda kallimad.
Kahjuks pole Jaapani ühe seinaga süsiniknanotorude puhul seda puhtust praegu vaja.
(Kuna Jaapani nanotorusid iseloomustab puhtus, suureneb Jaapani disainilahenduste väärtus dramaatiliselt, kui töötatakse välja selliseid puhtust nõudvaid elektroonilisi komponente.)
Materjali tugevuse, elektrijuhtivuse ja soojusjuhtivuse suurendamiseks on olemas üheseinalised süsiniknanotorud, mistõttu neid omadusi nõutakse neilt. Isegi kui need sisaldavad lisandeid, ei tähenda see negatiivset mõju sellistele omadustele.
Ilmselt on Oxiali toodetest liitium-ioon akude jõudluse suurendamiseks piisav. Järk-järgult areneb Venemaa ettevõtte logistikasüsteem, mille kohaselt ta pakub ühekihilisi torusid hinnaga 300 jeeni grammi kohta.
Pealegi ei saa Jaapan seda tüüpi tooteid tarnida nii madala hinnaga. Võib öelda, et praegu on Venemaa ühe seinaga süsiniknanotorud Jaapani torud alistanud.
Saksamaal asuva inseneritehase töö.
Venemaal on õnnestunud pakkuda Jaapanis toodetega sarnaseid tooteid kolmekordse hinnaga. Jaapani uuringud olid tõhusad, kuid Venemaa uuringud olid tõhusamad.
Üldiselt pole Venemaa tööstuse ja tehnoloogia tase piisavalt kõrge, kuid kui otsida hoolikalt, võite Venemaal leida tehnoloogiaid, mis on Jaapani omadest palju paremad. See teeb Venemaa huvitavaks.
Kas Venemaa hakkab tootma esmaklassilisi tooteid?
Niisiis, kas Venemaa hakkab tootma tooteid, mis ületavad Jaapani tooteid? Tõenäoliselt mitte. Isegi kui me kujutame ette, et arenenud tehnoloogiad ilmuvad Venemaal, pole neil mingit mõtet, kui nad ei leia praktilist rakendust.
Venemaa tööstust ei eristata selle ulatuse ja mitmekesisuse poolest. Isegi kui ilmnevad uued tehnoloogiad, on neil Venemaal keeruline rakendust leida. Seal pole praktiline uuendus teha.
Lisaks on selliste toodete tootmiseks nagu autod, milles on kombineeritud erinevad tehnoloogiad, vajalik keskmist tehnikatase ja kvaliteet.
Selles mõttes on Venemaa väga halvasti tasakaalus. Isegi kui võtta ühekordse seinaga süsiniknanotorud, ei ole need iseenesest lõpptooted, seetõttu nõuab nende turustamine kombineerimist teiste tehnoloogiatega.
Fakt on see, et Venemaal leiate kõrge maailmatasemel tehnoloogiaid, mis on sarnased ettevõtte OCSiAl süsiniknanotorudega.
Jaapanil on õnnestunud industrialiseerimine ja kommertsialiseerimine, nii et kui ta kaevaks üles ja leiaks praktilisi rakendusi sellistele Venemaa tehnoloogiatele, võib see põhjustada Jaapani ja Venemaa viljakat koostööd.
Kotaro Watanabe
