+7 950 435 77 35
info@5D-group.su

Красноярск,ул. Академгородок, д. 50, офис 9-30
Наносинтез
Разработка и производство нановолокон Алюминан для нужд промышленности и научных организаций
+7 950 435 77 35
info@5D-group.su

Красноярск,ул. Академгородок, д. 50, офис 9-30
О проекте
О проекте
В начале 2019 года научной группой проекта на базе Красноярского научного центра (ФИЦ КНЦ СО РАН) был освоен синтез гибких нитевидных нанокристаллов (нановолокон) оксида алюминия методом управляемого окисления расплава алюминия (аналог US 2013/0192517). В рамках развития метода были обнаружены новые принципы, которые позволяют говорить о возникновении нового метода синтеза. В результате минимально возможный диаметр нановолокон удалось снизить с 10 нм до 5 нм, при одновременном существенном уменьшении себестоимости серийного производства. Новые нановолокна оксида алюминия получили название Алюминан™, от слов «Alumina» – оксида алюминия, и «nano» – наноразмерный. В настоящее время осуществляется увеличение мощности опытного производства нановолокон Алюминан™ посредством постепенного увеличения количества реакторов. Ведутся исследования по применению нановолокон Алюминан™ в задачах улучшения свойств различных конструкционных и функциональных материалов.
+7 950 435 77 35
info@5D-group.su

Красноярск,ул. Академгородок, д. 50, офис 9-30
Свойства
Свойства
Нановолокна Алюминан™ синтезируются с высокоориентированной текстурой, что придает им уникальные свойства. Имея чрезвычайно высокое аспектное соотношение - длина в диапазоне сантиметров при нанометровых диаметрах, они представляют собой идеальный материал для различных инженерных приложений.

Условия производства могут быть адаптированы для получения волокон в диапазоне диаметров от 5 нм до 20 нм, что обеспечивает широкий спектр возможностей для использования в различных отраслях. Каждая партия нановолокон имеет относительно узкое статистическое распределение по диаметрам, что гарантирует их однородность и надежность.

Отдельные волокна представляют собой монокристаллы или цепочки монокристаллов с структурой γ-Al2O3, обеспечивая высокую прочность и стабильность материала.
Продукция для реализиции
Решения
Решения
полимеры
краски
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
✓ Проведено модифицирование эластомерных композиций на основе бутадиен-стирольного каучука и нитрильного каучука.
Введение 5% массовой доли нановолокон Алюминан™ увеличивает прочность изделия на 120%. В настоящее время проводятся работы по переходу к системам с наполнителями (автошины, топливные и масляные шланги, уплотнения и втулки, клеи, герметики, монтажная строительная пена и др.).

✓ Полимерный наполнитель для строительных сэндвич-панелей (минералонаполненный полиэтилен, компания «КРАСПАН»). Достигнуто упрочнение до 200% при введении 0,1% массовой доли нановолокон Алюминан™.

✓ Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Достигнуто упрочнение более 40% при введении 1% массовой доли нановолокон.
Решения
полимеры
краски
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
Порошковая полиэфирная краска «Эко Лайн Нано» упрочнена нановолокнами оксида алюминия Алюминан™.
Краска рекомендуется для применения на различных металлических конструкциях и корпусных изделиях в машиностроении, производстве электрооборудования, строительных материалов, а также в других отраслях промышленности для защиты изделий от коррозии и увеличения срока их эксплуатации*.

Применение нановолокон Алюминан™ в качестве добавки для порошковой краски позволило добиться следующих характеристик конечного продукта**:

рост прочности на прямой удар — 90%;

рост прочности на обратный удар — 200%;

рост коррозионной стойкости — 40%.

Решения
Решения
полимеры
краски
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
В качестве биоцидного покрытия предлагаются лакокрасочные покрытия, в состав которых входят наночастицы серебра, полученные новым методом. Данный метод основан на эрозии серебряного электрода электромагнитным излучением и по совокупности технико-экономических параметров превосходит существующие методы получения серебряных коллоидов:

✓ в отличие от традиционных химических методов синтеза, отсутствуют соли или другие соединения серебра;

✓ себестоимость наночастиц серебра ниже, чем у традиционных способов синтеза.

Это обусловлено высокой энергоэффективностью метода, а также отсутствием потребности в очистке полученного коллоида от побочных продуктов реакции.

Решения
Решения
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
✓ Разработана технология модифицирования огнеупорных бетонов нановолокнами Алюминан™.
Сформирована технологическая документация по модификации карбидокремниевых бетонов и огнеупорной массы NPC-21AC.

Добавка 0,1-0,2 масс.% Алюминан™ увеличивает:
– прочность на сжатие на 60%;
– прочность на изгиб на 40%;
– устойчивость к термоциклированию на 40% и более.

✓ Получены образцы проводящих и диэлектрических паст (ООО «Фокон», Москва). За счёт подавления посредством нановолокон эффекта синерезиса, количество брака снизилось в 4 раза.

✓ Проведено модифицирование гранул носителя катализатора для риформинга и гидроочистки нефти (совместно с ЦНХТ ИК СО РАН).
Решения
полимеры
краски
Решения
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
✓ Отработана опытно-промышленная технология модификации алюминиевых порошков и их сплавов для 3D-печати.

На текущий момент испытания проводятся на порошке AlSi10Mg производства АО «РУСАЛ».

В рамках физического моделирования (спекание искро-плазменным методом модифицированного нановолокнами порошка алюминия) было получено 200% упрочнения готового изделия.

Образцы получены в партнерстве с ИЛМИТ, АО «РУСАЛ».

✓ Начаты работы по модификации нановолокнами Алюминан™ расходных материалов (филаментов) для полимерной 3D-печати.
Решения
полимеры
краски
Решения
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
✓ Получено упрочнение на 10% матрицы серебра и существенный рост ковкости при сверхнизкой концентрации Алюминан™ – 0,002% массовой доли.

✓ Предварительные результаты показали, что обеспечивается возможность повышения прочности и износостойкости драгоценных металлов высшей пробы (в первую очередь, золота) до уровня, достаточного для изготовления ювелирных изделий.

Как известно, изготовление ювелирных изделий из металла высшей пробы сталкивается с проблемой высокой мягкости и недостаточной износостойкости чистого металла. В связи с этим металл высшей пробы применяется только в виде отдельных вставок.
Решения
полимеры
краски
Решения
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
Мембраны для разделения жидких сред
Процессы мембранного разделения смесей широко используются в химической, топливно-энергетической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности.

Одним из современных направлений в данной области является разработка «умных» мембран, способных изменять свои транспортные свойства за счет внешнего воздействия. В частности, в качестве такого воздействия может выступать электрическое поле, создаваемое в нанопорах мембран с проводящей поверхностью.

Лабораторией ИВМ СО РАН проведены исследования, направленные на синтез мембран на основе нановолокон Алюминан™ с проводящим покрытием. Изучены транспортные свойства данных мембран под действием внешнего электрического поля, а также проведено моделирование соответствующих процессов переноса.
Решения
полимеры
краски
Решения
Биоцидные покрытия
Керамика, бетоны, огнеупоры
Материал для 3D-печати
Цветные и драг металлы
Мембраны и фильтры
Чёрный Алюминан™
Разработана технология покрытия нановолокон Алюминан™ слоем графитизированного углерода заданной толщины. Декорирование углеродом проводится методом пиролиза углеродсодержащей парогазовой смеси.

Данный процесс позволяет получать:

✓ нановолокна Алюминан™ с проводящим покрытием. Данные волокна могут быть применимы в качестве наноструктурированных электродов для гальванических элементов, в качестве материала для «умных» мембран, с управляемыми параметрами и др.;

✓ углеродный слой обеспечивает более эффективный интерфейс с матрицей для ряда упрочняемых нановолокнами материалов;



Решения
полимеры
краски
Решения
Мы предлагаем использование нановолокон Алюминан™
в решении задач для вашего бизнеса

Новости

Команда
Команда
Станислав Хартов
Основатель
Идеолог и руководитель проекта; кандидат технических наук; cтарший научный сотрудник ФИЦ КНЦ СО РАН
Сергей Книга
Технический директор
Идеолог проекта, руководитель направления, отвечающего за синтез наноструктурных материалов; кандидат экономических наук
Михаил Симулин
Научный руководитель
Химическая технология наноматериалов, физическая химия, математическое моделирование процессов; кандидат технических наук.
Дмитрий Чирков
Исполнительный директор
Оперативное управление проектом; имеет три дополнительных образования в сфере управления, опыт руководства предприятием
Александр Залога
Менеджер проекта
Имеет опыт руководства тремя проектными компаниями; кандидат физико-математических наук
Антон Воронин
Химик-технолог, руководитель лаборатории
Научное и техническое обеспечение проекта; кандидат технических наук
Юрий Фадеев
Инженер-конструктор
Техническое обеспечение проекта
Сергей Добросмыслов
Технолог
Технолог по хрупким материалам, ответственный за научно-техническое обеспечение проекта; кандидат технических наук
Владимир Задов
Технолог-разработчик
Ключевой эксперт проекта в области химии; кандидат технических наук
Дарина Карпова
Метролог
Проведение испытаний, обеспечение документооборота в проекте
Айрана Куулар
Лаборант
Техническое обеспечение проекта
Анна Пешич
Руководитель направления
Опыт работы в крупной государственной корпорации, в сфере государственного регулирования, анализа и прогнозирования экономического развития региона
Кандидат технических наук 05.27.01 «Молекулярные проводники в матрице эпоксидиановой смолы: формирование, исследование, приложения» (2008)
Cтарший научный сотрудник ФИЦ КНЦ СО РАН
– лауреат Премии Правительства России в области науки и техники для молодых учёных (2010)
– 22 награды и диплома федерального и регионального уровня
– разработчик технологии прозрачных проводящих покрытий, создано опытно-промышленное производство
– более 38 научных публикаций в рецензируемых журналах
– 10 патентов РФ
– 1 заявка на патент КНР
– 1 международная заявка на патент
Кандидат экономических наук 08.00.01 «Инвестиции как фактор экономического роста» (2003)
– разработчик технологии «Алюминан»
– 9 лет в синтезе наноструктурных материалов
– 18 лет руководства коллективами численностью до 100 сотрудников
– 13 лет работы в стартап-проектах
– авторский семинар и лекционный курс по прямым инвестициям
– 3 научные публикации
– 1 международная заявка на патент
Кандидат технических наук 05.27.06 «Разработка и исследование технологических основ создания углеродных нанотрубок методом каталитического пиролиза этанола» (2010)
– лауреат Премии Правительства России в области науки и техники для молодых учёных (2010)
– 5 наград и дипломов федерального и краевого уровня
– разработчик технологии прозрачных проводящих покрытий
– 9 семинаров и лекционных курсов
– 9 патентов РФ
– более 36 научных публикаций в рецензируемых журналах: индекс
Хирша – 9/6 (РИНЦ/Scopus), цитирований – 196/44 (РИНЦ/Scopus)
Партнёры
Экструзия армированной нановолокнами порошковой краски, ООО «Поливест-Железногорск»
ООО «Поливест Железногорск».
Производитель порошковой краски (г. Железногорск, Красноярский край).
Прочность краски на удар повышена более чем в 2 раза, рост коррозионной стойкости составил более 40%. Себестоимость краски выросла менее чем на 10%.

Страничка полученного продукта: http://www.ecoline24.ru/products/nano/
1/4
Партнёрство
Партнёры
Электрошкафы, окрашенные армированной нановолокнами краской, ООО «Про-Ток»
На фотографии изображен электрошкаф, преобразованный с помощью уникальной технологии компании Наносинтез. Каждый аспект этого электрошкафа, начиная с его защитной оболочки и заканчивая эстетическим внешним видом, отражает внедрение инновационных материалов. Нановолокна оксида алюминия, известные как 'Алюминан', усиливают краску, обеспечивая высокую степень защиты от коррозии и механических повреждений. Этот электрошкаф - не только произведение технического искусства, но и символ передовых технологий в области промышленной безопасности.
2/4
Партнёрство
Партнёры
Фрагмент огнеупорного желоба для подачи расплава, «Красноярский алюминиевый завод»
На фотографии представлен фрагмент огнеупорного желоба, используемого для подачи расплава на Красноярском алюминиевом заводе. Этот желоб - яркий пример инновационного подхода к промышленной безопасности и эффективности производства. Благодаря добавке 0,1-0,2 масс.% нановолокон оксида алюминия, известных как 'Алюминан', желоб обретает улучшенные характеристики:

  • прочность на сжатие увеличена на 60%;
  • прочность на изгиб выросла на 40%;
  • устойчивость к термоциклированию улучшена на 40% и более.

Эти результаты демонстрируют потенциал инновационных материалов и их роль в повышении эффективности производства и надежности оборудования.
3/4
На фотографии представлен фрагмент огнеупорного желоба, используемого для подачи расплава на Красноярском алюминиевом заводе. Благодаря добавке 0,1-0,2 масс.% нановолокон оксида алюминия, известных как 'Алюминан', желоб обретает улучшенные характеристики:
  • прочность на сжатие увеличена на 60%;
  • прочность на изгиб выросла на 40%;
  • устойчивость к термоциклированию улучшена на 40% и более.
Партнёрство
Партнёры
Материалы для 3D-печати полученные в партнерстве с ИЛМИТ и АО "РУСАЛ"
На этой фотографии представлен материал для 3D печати, обогащенный уникальными нановолокнами под названием Алюминан™. Этот инновационный материал обладает уникальными свойствами, которые делают его идеальным выбором для создания прочных и легких изделий.
Нановолокна 'Алюминан' обеспечивают усиление материала, придавая ему высокую прочность и устойчивость к механическим нагрузкам. Благодаря этим свойствам, материал идеально подходит для изготовления сложных и требовательных деталей в различных отраслях

4/4
Партнёрство
Контакты
свойства
+7 950 435 77 35
info@5D-group.su

Красноярск,ул. Академгородок,
д. 50, офис 9-30
Получить консультацию
Разработка сайта студия
✓ Проведено модифицирование эластомерных композиций на основе бутадиен-стирольного каучука и нитрильного каучука.
Введение 5% массовой доли нановолокон Алюминан
увеличивает прочность изделия на 120%. В настоящее время
проводятся работы по переходу к системам с наполнителями
(автошины, топливные и масляные шланги, уплотнения и втулки, клеи, герметики, монтажная строительная пена и др.).

✓ Полимерный наполнитель для строительных сэндвич-панелей (минералонаполненный полиэтилен, компания «КРАСПАН»). Достигнуто упрочнение до 200% при введении 0,1% массовой доли нановолокон Алюминан.

✓ Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Достигнуто упрочнение более 40% при введении 1% массовой доли нановолокон.
Полимеры
Порошковая полиэфирная краска «Эко Лайн Нано» упрочнена нановолокнами оксида алюминия Алюминан™.
Краска рекомендуется для применения на различных металлических конструкциях и корпусных изделиях в машиностроении, производстве электрооборудования, строительных материалов, а также в других отраслях промышленности для защиты изделий от коррозии и увеличения срока их эксплуатации*.

Применение нановолокон Алюминан™ в качестве добавки для порошковой краски позволило добиться следующих характеристик конечного продукта**:

рост прочности на прямой удар — 90%;
рост прочности на обратный удар — 200%;
рост коррозионной стойкости — 40%. В условиях реальной эксплуатации рост коррозионной стойкости составляет более 40%, поскольку снижается не только скорость коррозии при появлении царапины или пробоя, но и вероятность появления царапины или пробоя;


Краски
повышенная устойчивость к погодным условиям:
— отсутствие потери цвета после полного цикла испытаний на погодные условия (в то время как ближайший аналог меняет свой цвет);
— остаточная прочность на прямой удар выше на 100%, остаточная эластичность выше на 50%.

Промышленное производство краски «Эко Лайн Нано» осуществляется совместно с ООО «Поливест-Железногорск».

* нановолокна Алюминан не влияют на расход краски, подготовка окрашиваемой поверхности производится стандартным образом;

** согласно сертифицированным испытаниям по ГОСТ 4765-73, ГОСТ 9.401-2018, ГОСТ 6806-73, а также согласно выходным испытаниям предприятия-изготовителя.

Обзорная статья на сайте КНЦ СО РАН

Скачать тизер (PNG, 2208×2204px)
В качестве биоцидного покрытия предлагаются лакокрасочные покрытия, в состав которых входят наночастицы серебра, полученные новым методом. Данный метод основан на эрозии серебряного электрода электромагнитным излучением и по совокупности технико-экономических параметров превосходит существующие методы получения серебряных коллоидов:

✓ в отличие от традиционных химических методов синтеза, отсутствуют соли или другие соединения серебра;

✓ себестоимость наночастиц серебра ниже, чем у традиционных способов синтеза.

Это обусловлено высокой энергоэффективностью метода, а также отсутствием потребности в очистке полученного коллоида от побочных продуктов реакции.

Преимущество биоцидных лакокрасочных покрытий с наночастицами серебра – практически полностью исключается передача инфекции через окрашенную поверхность.

Целесообразное применение – окраска элементов салона в общественном транспорте и поверхностей в общественных помещениях.

Биоцидные покрытия
✓ Разработана технология модифицирования огнеупорных бетонов нановолокнами Алюминан.

Сформирована технологическая документация по модификации карбидокремниевых бетонов и огнеупорной массы NPC-21AC.

Добавка 0,1-0,2 масс.% Алюминан увеличивает:
– прочность на сжатие на 60%;
– прочность на изгиб на 40%;
– устойчивость к термоциклированию на 40% и более.
Указанные значения соответствуют первым результатам, ещё до решения задачи оптимизации.

✓ Получены образцы проводящих и диэлектрических паст (ООО «Фокон», Москва). За счёт подавления посредством нановолокон эффекта синерезиса, количество брака снизилось в 4 раза.

✓ Проведено модифицирование гранул носителя катализатора для риформинга и гидроочистки нефти (совместно с ЦНХТ ИК СО РАН). Показано, что добавление 2 масс.% Алюминан увеличивает прочность на 60%, что важно с точки зрения увеличения срока эксплуатации катализатора. Успешно проведён процесс гидроочистки нефти на модифицированном катализаторе, ведутся исследования по риформингу.
Материал носителя катализатора – псевдобемит. Данная технология упрочнения подходит также для цеолитных носителей и сорбентов.

Керамика, бетоны, огнеупоры
✓ Отработана опытно-промышленная технология модификации алюминиевых порошков и их сплавов для 3D-печати.
На текущий момент испытания проводятся на порошке AlSi10Mg производства АО «РУСАЛ».

В рамках физического моделирования (спекание искро-плазменным методом модифицированного нановолокнами порошка алюминия) было получено 200% упрочнения готового изделия.

Образцы получены в партнерстве с ИЛМИТ, АО «РУСАЛ».

✓ Начаты работы по модификации нановолокнами Алюминан расходных материалов (филаментов) для полимерной 3D-печати.

Материал для 3D-печати
Аэрозольные фильтры
Разработана лабораторная технология получения композитных аэрозольных фильтров. Роль селективного слоя играет слой нановолокон Алюминан™, роль упрочняющего каркаса играет металлическая микросетка, полученная с применением процессов самоорганизации. Данное решение позволяет снизить толщину селективного слоя нановолокон до величин порядка единиц мкм (вплоть до 1 мкм), с сохранением приемлемой механической прочности системы. Снижение толщины селективного слоя важно с точки зрения понижения сопротивления мембранного фильтра потоку воздуха или иного газа.
✓ Получено упрочнение на 10% матрицы серебра и существенный рост ковкости при сверхнизкой концентрации Алюминан – 0,002% массовой доли.

✓ Предварительные результаты показали, что обеспечивается возможность повышения прочности и износостойкости драгоценных металлов высшей пробы (в первую очередь, золота) до уровня, достаточного для изготовления ювелирных изделий.

Как известно, изготовление ювелирных изделий из металла высшей пробы сталкивается с проблемой высокой мягкости и недостаточной износостойкости чистого металла. В связи с этим металл высшей пробы применяется только в виде отдельных вставок.

В рамках проекта выдвинута концепция выведения на ювелирный рынок нового продукта – изделий, выполненных целиком из драгоценных металлов высшей пробы, износостойкость которых повышена за счёт введения в металл нановолокон оксида алюминия.

Сам металл при этом остаётся чистым (кристаллическая решётка не нарушена атомами легирующей примеси, в частности, практически не меняется электрическое сопротивление металла). Технология позволяет получать и вводить в драгоценный металл также нановолокна сапфира, что может представлять интерес с маркетинговой точки зрения.

Цветные и драг металлы
Мембраны для разделения жидких сред
Процессы мембранного разделения смесей широко используются в химической, топливно-энергетической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Одним из современных направлений в данной области является разработка «умных» мембран, способных изменять свои транспортные свойства за счет внешнего воздействия. В частности, в качестве такого воздействия может выступать электрическое поле, создаваемое в нанопорах мембран с проводящей поверхностью.
Лабораторией ИВМ СО РАН проведены исследования, направленные на синтез мембран на основе нановолокон Алюминан™ с проводящим покрытием. Изучены транспортные свойства данных мембран под действием внешнего электрического поля, а также проведено моделирование соответствующих процессов переноса. Продемонстрирована возможность изменения селективных и проводящих свойств данных мембран с помощью внешнего электрического поля, в частности, осуществлён управляемый транспорт ионов через мембрану.

Мембраны и фильтры
Аэрозольные фильтры
Разработана лабораторная технология получения композитных аэрозольных фильтров. Роль селективного слоя играет слой нановолокон Алюминан™, роль упрочняющего каркаса играет металлическая микросетка, полученная с применением процессов самоорганизации. Данное решение позволяет снизить толщину селективного слоя нановолокон до величин порядка единиц мкм (вплоть до 1 мкм), с сохранением приемлемой механической прочности системы. Снижение толщины селективного слоя важно с точки зрения понижения сопротивления мембранного фильтра потоку воздуха или иного газа.
Разработана технология покрытия нановолокон Алюминан™ слоем графитизированного углерода заданной толщины. Декорирование углеродом проводится методом пиролиза углеродсодержащей парогазовой смеси.

Данный процесс позволяет получать:
✓ нановолокна Алюминан™ с проводящим покрытием. Данные волокна могут быть применимы в качестве наноструктурированных электродов для гальванических элементов, в качестве материала для «умных» мембран, с управляемыми параметрами и др.;
✓ углеродный слой обеспечивает более эффективный интерфейс с матрицей для ряда упрочняемых нановолокнами материалов;
✓ благодаря углеродному покрытию, структура нановолокон Алюминан™ может быть переведена из гамма-фазы в альфа-фазу посредством отжига, без изменения аспектного соотношения нановолокон, что может иметь значение для ряда приложений.


Чёрный Алюминан
Синхронный термический анализ нановолокон Алюминан
Помимо увеличения количества углерода, с ростом времени синтеза растёт и упорядоченность углеродных слоёв, наносимых на нановолокна оксида алюминия. Объективным подтверждением уменьшения числа дефектов в углеродных слоях с ростом времени синтеза являются данные спектроскопии комбинационного рассеяния, которые подтверждают нашу оценку.
Сравнительный спектр комбинационного рассеяния