Строительные наноматериалы

Содержание
  1. Ноц
  2. Наноматериалы на основе крупнотоннажных полимеров. Создание серийного производства очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе
  3. Препреги. Организация промышленного производства препрегов на основе углеродных и минеральных волокон и нанонаполненных связующих
  4. Производство режущего инструмента из сверхтвердого материала на основе микро- и нанопорошков кубического нитрида бора
  5. Унирем — модификатор дорожных покрытий. Реконструкция и расширение производства
  6. Пеноситал. Расширение производства инновационных теплоизоляционных материалов на основе битого несортового стекла
  7. Твердотельная светотехника. Энергосберегающие системы освещения на светодиодных чипах
  8. Огнезащитные покрытия. Организация производства наноструктурированного гидроксида магния с модифицированной поверхностью
  9. Наноструктурные неметаллические покрытия. Создание многопрофильного производства наноструктурных неметаллических покрытий
  10. Модифицирующие покрытия нанометровой толщины. Расширение производства отечественных установок для нанесения нанопокрытий с помощью плазмы магнетронного разряда
  11. Материалы из германия. Модернизация производства германия и продукции высоких степеней его обработки
  12. Сверхвысокопрочные пружины. Создание массового производства сверхвысокопрочных пружин
  13. Нанотехнологии в строительстве
  14. Высокопрочный бетон
  15. Высокопрочная сталь
  16. Конструкционные композиты
  17. Нанопокрытия
  18. Инновационная пленка
  19. Нанокомпозитные трубы
  20. Стеклопластиковая композитная арматура
  21. Большие маленькие нанотехнологии: хайп прошел, а что осталось?
  22. Не только графен
  23. Электроника нового поколения

Ноц

Строительные наноматериалы

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО), выступая соинвестором в нанотехнологических проектах со значительным экономическим или социальным потенциалом, уже утвердила и реализует несколько проектов, продукция которых может использоваться в строительной отрасли.

Предлагаем вашему ваниманию обзор проектов в области нанотехнологии для строительной отрасли.

Обзор подготовил О. Л. ФИГОВСКИЙ (Polymate Ltd.-International Nanotechnological Research Center, Migdal HaEmek, Israel)

Наноматериалы на основе крупнотоннажных полимеров. Создание серийного производства очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе

Проект предусматривает введение на рынок новых видов высокотехнологичной нанопродукции: очищенного модифицированного монтмориллонита и полимерного нанокомпозита на его основе.

Полимерные нанокомпозиты, состоящие из пластичной полимерной основы (матрицы) и наполнителя – органомодифицированного монтмориллонита с размером частиц от 10 до 200 нм, обладают новыми улучшенными свойствами (например, устойчивость на разрыв, жаропрочность и пожаробезопасность, влаго- и газонепроницаемость).Полимерные композиционные материалы уже нашли применение в промышленности для изготовления специальных покрытий, упаковочных пленок с барьерными свойствами, деталей автомобилей и электронных устройств, авиастроении, кабельной промышленности. В будущем их использование может быть практически неограниченным.

Препреги. Организация промышленного производства препрегов на основе углеродных и минеральных волокон и нанонаполненных связующих

В России реализуется первый интегральный проект по организации промышленного производства препрегов на основе углеродных и минеральных волокон и нанонаполненных связующих.

Проект предусматривает создание производственных мощностей по выпуску широкой номенклатуры препрегов на производственных площадках в Москве и Саратове.Использование подобных материалов позволяет существенно снизить вес конструкций, увеличить прочностные характеристики и срок службы.

В строительстве препреги могут иметь различные применения, в том числе для армирования бетонных конструкций.

Производство режущего инструмента из сверхтвердого материала на основе микро- и нанопорошков кубического нитрида бора

В рамках проекта РОСНАНО совместно с «Микробор Технолоджи» будет создан полный производственный цикл — от синтеза нанопорошка кубического нитрида бора до изготовления из него режущего инструмента.

Повышенные физические характеристики инструмента из нанопорошка кубического нитрида бора (микротвердость, износо- и теплостойкость) приводят к существенно более высокой производительности инструмента. При этом затраты на обработку деталей инструментом могут снижаться до 60%.

Продукция проекта будет востребована для черновой и финишной обработки деталей в первую очередь в таких отраслях как строительство, тяжелое машиностроение, автомобилестроение, добывающая промышленность.

Унирем — модификатор дорожных покрытий. Реконструкция и расширение производства

Модификатор «Унирем» применяется при ремонте дорог и укладке новых дорожных покрытий. «Унирем» получают, измельчая отработанные автопокрышки при высокой температуре и давлении.

Частицы модификатора, обладающие микро- и наномозаичной структурой, делают дорожные покрытия устойчивыми к воде и циклическим деформациям при перепаде температур, к образованию трещин и колеи. В результате долговечность дорожных покрытий увеличивается на треть, а межремонтные сроки при эксплуатации автомагистралей – на 25-30%.

Проект решает, в том числе, важную экологическую задачу – утилизацию старых автомобильных покрышек. В настоящее время на переработку поступает не более 5-8% от того количества использованных покрышек, что накапливается за год.

Пеноситал. Расширение производства инновационных теплоизоляционных материалов на основе битого несортового стекла

Цель проекта — создание промышленного производства плитного пеностекла — инновационного теплоизоляционного материала, изготовленного на основе технологии «Пеноситал».

Конечной продукцией проекта являются теплоизоляционные материалы, которые могут применяться как при жилом и коммерческом строительстве, так и в промышленной теплоизоляции.

Экологической составляющей проекта является использование в качестве сырья одного из компонентов твердых бытовых отходов — стеклобоя, что позволяет снижать негативное воздействие битого стекла на окружающую среду.

Твердотельная светотехника. Энергосберегающие системы освещения на светодиодных чипах

Конечным продуктом проекта станут светодиодные чипы, светодиодные лампы и осветительные системы, сопоставимые по яркости с лучшими мировыми аналогами.

Реализация проекта позволит существенно сократить затраты на электроэнергию и эксплуатацию светотехнической продукции как для промышленных объектов, так и для населения.

Наиболее динамично замена светотехники с использованием традиционных источников света на светодиодные будет происходить, в первую очередь, в сегментах освещения объектов ЖКХ, уличного освещения, освещения коммерческих зданий, промышленных объектов.

Огнезащитные покрытия. Организация производства наноструктурированного гидроксида магния с модифицированной поверхностью

Реализация проекта позволит обеспечить российских производителей полимерных компаундов высококачественным сырьем — наноструктурированным гидроксидом магния, который используется в качестве огнезащитной добавки в строительные материалы.

Наноструктурные неметаллические покрытия. Создание многопрофильного производства наноструктурных неметаллических покрытий

Продукцией проекта станут технологические линии для нанесения неметаллических неорганических керамических покрытий на поверхности металлов.

Технология микродугового оксидирования обеспечивает деталям свойства износостойкости (увеличение в 2-8 раз), защиты от коррозии, термостойкости, декоративные свойства.

Поставки технологических линий будут осуществляться в строительную, машиностроительную, приборостроительную (потребительская электроника), автомобильную и авиастроительную российские и зарубежные отрасли.

Модифицирующие покрытия нанометровой толщины. Расширение производства отечественных установок для нанесения нанопокрытий с помощью плазмы магнетронного разряда

Расширение выпуска установок для нанесения модифицирующих покрытий нанометровой толщины на материалы и изделия с помощью плазмы магнетронного разряда позволит вывести существующее отечественное мелкосерийное высокотехнологическое производство на новый уровень по объему производства и расширить его присутствие как на российском, так и на зарубежных рынках. Выпускаемые уже сегодня установки позволяют наносить одно- и многослойные покрытия нанометровой толщины из различных материалов (проводящих, полупроводниковых и диэлектрических). Оборудование и технологии магнетронного распыления материалов применяются, в том числе, при производстве листового стекла с покрытиями разнообразного назначения, а также для нанесения покрытий на металлические поверхности с целью повышения их коррозионной стойкости, декоративности, придания поверхности необходимых механических, химических, электрических и т.д. свойств

Материалы из германия. Модернизация производства германия и продукции высоких степеней его обработки

В рамках проекта будет создан полный производственный цикл от добычи и обогащения исходного германийсодержащего сырья до его последующей многостадийной переработки в химические продукты, материалы и изделия.

Одним из основных продуктов проекта станет диоксид германия (GeO2), используемый в качестве компонента катализатора при изготовлении синтетических волокон и других процессов органического синтеза, производстве специальных стекол с высоким коэффициентом преломления и прозрачностью в ИК-области спектра, косметологии и изготовлении эмалей и глазурей.

Сверхвысокопрочные пружины. Создание массового производства сверхвысокопрочных пружин

В основе новой технологии лежит операция горячей навивки пружины при оптимальном сочетании температуры нагрева, степени деформации при навивке, схемы и режима охлаждения-закалки последовательно каждого витка навиваемой пружины.

В результате этих операций формируются наноразмерные субструктуры, обеспечивающие высокие прочностные характеристики изделий.

Основными точками применения продукции проекта станут железнодорожный транспорт (вагонные и локомотивные тележки), энергетика, подвески автомобилей, сельскохозяйственной и строительной техники, лифтовые системы.

У вас нет прав для добавления комментариев

Источник: http://www.nocnt.ru/novosti-nanotekhnologij/376-proekty-rosnano-dlya-stroitelnoj-otrasli

Нанотехнологии в строительстве

Строительные наноматериалы

4 фев 2012,

В настоящее время в прогрессивных странах мира более 20% строительных компаний активно применяют в своей работе различные материалы, созданные с использованием нанотехнологий.

Высокопрочный бетон

Использование нанотехнологий в строительстве позволяет добавлять к традиционным строительным материалам определенные свойства, достижение которых еще недавно считалось небывалым. Так, одним из актуальных разработок последнего времени является создание долговечного и высокопрочного бетона.

Согласно расчетам, такой бетон может без проблем просуществовать до 500 лет. Для создания высокопрочного бетона применяются ультрадисперсные, наноразмерные частицы.

Данные свойства наноматериалов позволяют использовать высокопрочный бетон для строительства небоскребов, большепролетных мостов, защитных оболочек атомных реакторов и тому подобного.

Высокопрочная сталь

Исследования ученых в области наномодификаций металлов и их сплавов позволили получить высокопрочную сталь, которая не имеет в настоящее время аналогов по параметрам прочности и вязкости.

Применение таких наноматериалов самым идеальным образом подходит для строительства различных гидротехнических и дорожных объектов.

При этом нанотехнологии в строительстве позволяют создать на стальных конструкциях полимерные и композитные нанопокрытия: они в десятки раз повышают стойкость стали от коррозии и в несколько раз увеличивают срок службы металла, даже если ожидается работа в агрессивных средах.

Конструкционные композиты

Отдельно хочется обратить внимание на конструкционные композиты, которые представляют собой широкий класс конструкционных материалов, имеющих полимерную, металлическую или керамическую матрицу. Наиболее типичным примером таких композитов являются углепластики – это композиты с углеволокнами и с полимерной матрицей.

Нанопокрытия

В настоящее время выдающиеся свойства наноматериалов позволяют применять в строительстве новые теплоизоляционные материалы, краски, эмали, лаки и многое другое. Большим достижением в области нанопокрытий стала имитация эффекта лепестков лотоса, которые совершенно неуязвимы для воды.

В результате в Пекине появилось здание Большого национального театра, огромный яйцеобразный купол которого, созданный из стекла и титана, обработан нанопокрытием, которое не подвержено загрязнению и смачиванию осадками.

По мнению специалистов, внедрение нанотехнологий в строительство в ближайшем будущем создаст настоящий бум по использованию таких наноматериалов как фасадные водонепроницаемые краски. Также одним из актуальных направлений применения наноматериалов является энергосбережение.

Например, полупрозрачные нанопокрытия обладают свойством накапливать солнечную энергию. Данные пленки предназначены для применения их на окнах и стенах зданий: нанопленки придадут фасадам стильный вид, и в тоже время будут работать как солнечные батареи, значительно снижающие расходы на электрическую энергию.

Интересные свойства имеют такие наноматериалы как прозрачные наногели (аэрогели). Они обладают высокими звуко- и теплоизоляционными характеристиками, и в настоящее время их начинают применять в энергосберегающих кровельных системах с верхним светом.

Инновационная пленка

Настоящим открытием в строительной индустрии стали свойства наноматериалов – инновационной пленки, предназначенной для защиты цветных пластиковых окон от инфракрасного (теплового) излучения.

Инновационные пленки имеют особые пигменты, позволяющие отражать до 80% инфракрасных лучей и не позволяющие конструкциям перегреваться. В результате данная пленка защищает как окна, так и само помещение от перегрева, продлевая этим срок службы конструкции и снижая затраты на кондиционирование.

При этом цветная инновационная пленка, которая наносится при ламинации на профиль, способна придавать раме визуальный 3D-эффект. Это происходит благодаря использованию особого компонента пленки – бриллиантовых красок.

Также такие краски на поверхности пленки создают микропоры, которые дают покрытию ощущение шагрени. В ходе ламинации инновационная нанопленка способна полностью покрыть сложные по геометрии ПВХ-профили и в точности повторить их формы.

Нанокомпозитные трубы

В нашей стране уже начали применять нанокомпозитные трубы: они предназначены для систем водоснабжения, отопления и газоснабжения. Нанокомпозитные трубы в несколько десятков раз превосходят свои привычные аналоги по эксплуатационным свойствам, а также отличаются невысокой стоимостью.

Стеклопластиковая композитная арматура

Перспективной альтернативой привычному стальному аналогу, специалисты считают строительную, стеклопластиковую композитную арматуру. Такой наноматериал имеет целый ряд уникальных свойств. Так, стеклопластиковая композитная арматура обладает малым уделенным весом, который в 4 раза меньше, чем у стали, химической стойкостью и высокой прочностью. При этом композитная арматура относится к диэлектрикам, имеет низкую теплопроводность и не подвержена коррозии. Такой материал можно использовать в любом виде строительства.

Источник: https://www.stroy.ru/cottage/build-other/publications_1291.html

Большие маленькие нанотехнологии: хайп прошел, а что осталось?

Строительные наноматериалы

В начале 2000-х годов мир охватил “нанотехнологический бум”: ведущие экономики мира включились в гонку и многократно увеличили вложения в исследования этой области, а в США нанотехнологии стали самым финансируемым научным проектом в истории после космической программы 60-х годов – на них были выделены шокирующие 3,7 млрд долларов из госбюджета.

В России пик пришелся на 2010-2011 годы. Тогда, по данным Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС), на R&D (от англ.

Research and Development) в сфере нанотехнологий государство выделяло около 900 млн долларов и страна входила в пятерку мировых лидеров по объему инвестиций в них после США, Европы (по 2,1 млрд долларов) и Японии (1,3 млрд долларов).

Эксперты предсказывали, что производство сверхминиатюрных объектов позволит получить бесконечные носители информации, создать нанороботов-врачей и совершить прорыв в синтезе материалов.

Приставка “нано” стала активно использоваться даже в маркетинге: появились многочисленные наночаи, нанокосметика и даже iPod Nano. Со временем хайп спал, принятая государством в 2008 году “Программа развития наноиндустрии в Российской Федерации” завершилась в 2015 году, а ей на смену пришла “Цифровая экономика”.

Однако технологии продолжили развиваться. В России сумма инвестиций в эту сферу в 2018 году составила 20,6 млрд рублей (в США – 1,7 млрд долларов), разработкой и производством инновационной нанопродукции занимались более 550 компаний. Около четверти позиций в списке 100 лучших изобретений России по версии Роспатента в том же году заняли разработки в сфере нанотехнологий.

Не только графен

Несмотря на то, что широкий общественный интерес к нанотехнологиям в последние годы снизился, нельзя сказать, что они “не оправдали себя”.

Согласно годовому отчету РОСНАНО, в 2018 году выручка от реализации продукции отечественных предприятий наноиндустрии составила 2 трлн рублей и такой же уровень ожидается по итогам 2019 года.

Всего мировой рынок наноиндустрии на текущий момент составляет примерно 6 трлн долларов и прирастает на 15% ежегодно.

Стоит отметить, что зачастую под наноиндустриями люди ошибочно понимают очень узкий спектр высокотехнологических решений – нанороботов или миниатюрные детали. “В действительности к этой отрасли можно отнести все предприятия, где определяющим фактором в производственном процессе является использование нанотехнологий.

Это и отдельные направления нефтехимии, металлургии, синтез радиофармпрепаратов и даже, скажем, производство керамических материалов – хотя на первый взгляд может показаться, что оно не имеет никакого отношения к нанотехнологиям”, – объясняет операционный директор Кластера передовых производственных технологий Фонда “Сколково” Алексей Разумовский.

По мнению эксперта, ключевой фактор здесь – использование технологий, реализующих целенаправленный конт­роль за фор­мой, раз­ме­ром, ин­те­гра­цией и взаи­мо­дейст­вием составляю­щих наномас­штаб­ных эле­мен­тов конечного продукта.

Они внедряются в производственные процессы, чтобы добиться новых качественных характеристик у изделия и улучшить его базовые параметры.

“Если вернуться к производству керамики, то здесь добавление специального типа аддитивов – наноразмерных порошков – вкупе с адаптированной технологией ультразвукового компактирования позволяет получать материал с более высокой механической прочностью и износостойкостью, – добавил Разумовский. – Благодаря этому спектр возможных применений у нанокерамики гораздо шире по сравнению с обычной – ее можно использовать даже для замещения твердых тканей человека”.

Наноматериалы, в том числе графен, за изобретение которого русские физики Андрей Гейм и Константин Новоселов в 2010 году получили Нобелевскую премию, активно тестируют и в военной промышленности, в том числе при создании бронежилетов и высокопрочной спецодежды. В гражданских целях графен применяет, например, ГК “Энергоконтракт” при производстве термостойких комплектов для компаний электроэнергетики и пожарных служб.

Также можно выделить такие интересные продукты, как композитные материалы из базальтового волокна ООО “Гален”, модифицированные наносиликаты и полимерные композиты АО “Метаклэй”, биосовместимую нанокерамику АО “НЭВЗ-Керамикс”, технологии формирования упрочняющих и износостойких покрытий “Новомет”. Компания “ИннТехПро” (резидент Фонда “Сколково”) уже несколько лет производит антикоррозионное цинк-силикатное покрытие “Циноферр” объемами более 500 тонн продукции в год для судоремонтной, нефтегазовой, строительной и других отраслей.

Именно в этом сегменте наноиндустрий, считает Разумовский, шансы России выйти на ведущие позиции в мире наиболее высоки. Действительно, в конце 2018 года экспорт продукции российской наноиндустрии оценивали в 526 млрд рублей, существенная доля которого приходилась на наноматериалы.

Электроника нового поколения

Еще одна перспективная область применения нанотехнологий, в том числе и наноматериалов, – это микроэлектроника и полупроводники. По данным исследования World Semiconductor Trade Statistics, в 2019 году объем этого рынка составил около 500 млрд долларов.

Современные наноматериалы позволяют создавать сложные электронные устройства нового поколения, которые могут применяться при производстве компьютеров, в том числе квантовых, для медицинской диагностики, высокоскоростной передачи данных и многого другого.

“К сожалению, в этой области Россия еще со времен СССР сильно отстает от стран-лидеров. Стоит ли пытаться всеми силами преодолеть это отставание – вопрос спорный.

Ресурсный leverage – финансовый, интеллектуальный, кадровый – наиболее целесообразно использовать там, где вероятность достижения успеха максимально высока”, – отмечает Разумовский.

Конечно, это не означает, что России вообще не стоит инвестировать в сегмент микроэлектроники. Работы в этом направлении уже активно ведутся в “Сколково”. Так, в 2019 году ученым из лаборатории наноматериалов университета Сколтех удалось разработать эффективный метод для контроля за ростом углеродных нанотрубок при помощи нейронных сетей.

Несмотря на сложность производства, этот материал активно применяют в оптоэлектронике, энергетике и медицине. Кстати, углеродные нанотрубки успешно используются за рубежом и в России в качестве детектора аммиака, а наночастицы из оксидов других металлов – для определения концентрации различных опасных веществ.

Это абсолютно необходимая вещь для сенсорики, медицины и в принципе для повышения качества жизни человека.

https://www.youtube.com/watch?v=M5D64EQi5ig

В феврале этого года Сколтех предложил создать на своей территории инфраструктуру для производства не только наноматериалов, но и самих компонентов для оптоэлектроники.

Их можно будет в дальнейшем применять для развертывания сетей 6G, развития интернета вещей, “умного” здравоохранения, цифрового сельского хозяйства, энергоэффективных систем и других технологий будущего.

На реализацию проекта закладывается около 27 млрд рублей.

Еще один пример из оптоэлектроники – разработка АО “Профотек”, система измерения и мониторинга тока и напряжения на основе волоконно-оптических датчиков с использованием волноводных наноструктур.

По оценкам Разумовского, это очень конкурентный на мировом рынке продукт, среди областей применения которого smart grid, транспорт, металлургия и многое другое.

Резидент “Сколково” “Тинфотоника” поставляет (в том числе в Китай и США) фотонные интегральные схемы собственной разработки, которые по многим параметрам превосходят западные аналоги.

“Стоит отметить еще один проект – интегральные микросхемы для системы видеонаблюдения и видеоаналитики с элементами искусственного интеллекта, разработанные дизайн-центром “Элвис-Неотек”.

Несмотря на отсутствие собственных производственных мощностей, такие “бесфабричные” центры – их еще называют fabless – играют ключевую роль в цепочке создания микроэлектроники.

Со временем ценность их продукта будет только расти с учетом тренда на кастомизацию, поэтому развитие подобных дизайн-центров кажется самой правильной точкой приложения сил”, – утверждает Разумовский.

В марте этого года была запущена площадка Российского центра гибкой электроники в Троицке, на которой будет проводиться прототипирование и мелкосерийное производство TFT-матриц для различных типов дисплеев – “электронной бумаги”, ЖК-экранов, OLED-дисплеев и сенсоров.

Компания “ТехноСпарк”, входящая в инвестиционную группу сети ФИОП и реализующая этот проект, также анонсировала завершение в 2020 году трансфера ряда технологий от своих европейских партнеров IMEC и Holst Centre и достаточно амбициозные цели по выходу на производственные мощности этой площадки в объеме 4 тыс. кв.

метров TFT матриц в год. “Очень своевременное решение: ведущие отраслевые консалтинговые компании прогнозируют практически двукратный рост глобального рынка гибкой электроники в перспективе ближайших десяти лет до уровня 75 млрд долларов.

Главными драйверами будут электронные ценники, смарт-карты, биометрические сенсоры и разного рода пластиковые чипы”, – прокомментировал Разумовский.

Наноиндустрия – до сих пор очень перспективная область, недооцененная технологическими компаниями и стартапами, которых, к слову, в этом направлении совсем недавно было меньше тысячи. В ближайшие несколько лет Фонд инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО планирует заполнить этот пробел и привлечь в несколько раз больше молодых предпринимателей.

Пока же большая часть научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ все еще приходится на государственный сектор – 42,6%. Отсюда же идут и основные потоки инвестиций. При этом нанотехнологии главным образом востребованы в промышленном секторе, и именно для него разрабатывается 90% всех инновационных продуктов индустрии.

В частности, для таких отраслей, как добыча и обработка полезных ископаемых, производство нефтепродуктов, металлургия, химпром. Несмотря на пандемию, сейчас весьма удачное время для того, чтобы попробовать выйти с новыми решениями на рынок.

Например, проекты с использованием нанотехнологий могут принять участие в программе “Промтех” (Фонд “Сколково” и ИЦ “Ай-Теко”) по поддержке стартапов в области промышленности.

Источник: https://tass.ru/ekonomika/8728567

О бухгалтерии
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: