К 2021 году доля OCSiAl в мировом производстве одностенных углеродных нанотрубок достигла 97%, и компания стала первым российским «единорогом» с формальной оценкой бизнеса в 1 млрд долларов. Основная часть продукции уходила на экспорт — в Европу, Китай и Японию.

Однако осенью 2022 года OCSiAl отложила намеченное сооружение второго комплекса, а потом и вовсе отказалась от этих планов. В том же году фирма получила разрешение на строительство завода в Люксембурге, а в 2023-м заявила о намерении открыть производственный комплекс в Сербии.

Примерно в то время Михаил Предтеченский, Олег Тухто и Илья Коваль вывезли в Сербию уникальный реактор по производству одностенных углеродных нанотрубок и плазмохимическую технологию их получения. Параллельно суд Люксембурга заморозил долю «Роснано» в OCSiAl. Компания полностью дистанцировалась от исторической родины: с ее сайта исчезли новости на русском языке (хотя публиковались на восьми других языках), появилась новая версия истории бренда без упоминания РФ — там говорилось лишь об исследовательских центрах в Европе и Азии.

При этом никаких политических демаршей уважаемые ученые и бизнесмены не устраивали. Следовали ли они убеждениям или шли за ключевыми рынками сбыта — США, Европой и Японией, которые на тот момент стремительно навязывали миру политику полной отмены России и блокировали поставку оборудования для расширения компании внутри страны, неизвестно: основатели OCSiAl практически сразу оказались недоступны для комментариев.

В Новосибирске производством углеродных нанотрубок на площадях исчезнувшей фирмы поначалу занималось ООО «Универсальные добавки», однако к настоящему времени оно ликвидировано. Причина, как можно предположить, в дефиците ключевых материалов и оборудования, которые прежде поставлялись из-за рубежа.

В 2024 году Генпрокуратура и Министерство науки и высшего образования РФ подали иск о возврате патентов на разработку нанотрубок, и российский Суд по интеллектуальным правам недавно признал его в полном объеме. Теперь обладателем патентов является Россия. Доцент кафедры гражданского права и процесса Президентской академии Александра Ёрш поясняет, что решение принято именно в пользу страны, а не конкретных научных организаций. В соответствии со статьями 124 и 125 ГК РФ Российская Федерация участвует в гражданских правоотношениях на равных с иными лицами, но от имени РФ в гражданском обороте участвуют органы государственной власти в рамках их компетенции. Из резолютивной части решения Суда по интеллектуальным правам № СИП-1237/2024 следует, что в данном случае компетентным органом является Минобрнауки России.

При этом, как отмечает патентовед и юрист по интеллектуальной собственности Анна Лапа, дело еще не завершилось: судя по его карточке, 12 января 2026 года в том же суде пройдет заседание кассационной инстанции. «А пока Роспатент в реестре исправит патентообладателя. Старым и, по мнению Генпрокуратуры и СИПа, неправильным правообладателем была компания MCD Technologies, а новым и правильным — РФ. Патенты территориальны. Действие патента РФ определяется на территории РФ и по законам РФ», — говорит эксперт.

Ценность углеродных нанотрубок

Для тех, кто не следил за взлетом углеродных нанотрубок (УНТ), напомним, что ажиотаж вокруг них возник еще в прошлом веке. Дело в том, что углерод имеет интересную особенность — четыре валентные связи, благодаря чему он способен образовывать пространственные структуры и при этом является одним из самых распространенных элементов во Вселенной (четвертый после водорода, гелия и кислорода).

УНТ впервые были получены в 1950-х годах в московском Институте физической химии, затем технологию активно разрабатывали в Японии, а с 1990-х о ней начали говорить во всем мире как о будущем вероятном фундаменте микроэлектроники, которая когда-нибудь исчерпает потенциал кремния.

Возвращение патентов на углеродные нанотрубки в Россию открывает возможности для развертывания собственного производства УНТ без лицензионных ограничений со стороны иностранных компаний

Физически углеродные нанотрубки представляют собой структуры в виде цилиндров из атомов углерода, соединенных в решетчатую форму. Если представить образно — графитовая полоска, свернутая в цилиндр. Причем формы таких трубок достаточно разнообразны: они могут быть многослойными и однослойными, прямыми и спиральными, длинными и короткими (обычно размер нанотрубок измеряется в микронах, но возможно создавать структуры длиной несколько миллиметров или даже сантиметров).

Особую ценность УНТ придают физико-химические свойства: прочность, легкость, термостойкость. Например, при механическом воздействии или деформации, вызванной колебаниями температуры или радиоактивным излучением, трубки не ломаются и не рвутся, а просто перестраиваются, как бы производя саморемонт.

Кроме того, они имеют высокую тепло- и электропроводность, стабильны химически и, что самое интересное, способны приобретать полупроводниковые свойства. Применительно к электронике УНТ могут вести себя как металлы либо как полупроводники, что определяется ориентацией углеродных многоугольников относительно оси трубки.

«Их отличает редкое сочетание большой удельной прочности и жесткости с гибкостью и химической стойкостью. Они значительно легче металла и не подвержены коррозии; в отличие от полимеров хорошо проводят электрический ток и эффективно отводят тепло; в сравнении с керамикой сохраняют целостность при изгибе и растяжении и не склонны к хрупкому разрушению. Перенос тепла и заряда в УНТ анизотропен, поэтому в материалах на их основе можно направлять ток и тепло вдоль заданной оси, подавляя их в поперечном направлении», — поясняет инженер лаборатории физики для нейроморфных вычислительных систем кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА Евгений Жемеров.

Благодаря таким характеристикам УНТ становятся функциональным нанонаполнителем: при их добавлении пластик приобретает электропроводность и становится жестче, резина — более прочной и износостойкой, керамика — менее хрупкой, а композиты — более легкими при сохранении или росте прочности. Все это делает нанотрубки идеальными для применения в накопителях энергии, элементах гибкой электроники, экранирующих покрытиях от электромагнитных помех, а также для улучшения пластиков, резины, композитных материалов, красок и т. д.

Трудности массового производства

Возвращение технологии промышленного изготовления углеродных нанотрубок в нашу страну позволит развернуть собственное производство без лицензионных ограничений со стороны иностранных компаний, уверены эксперты. «Будучи правообладателем, Российская Федерация вправе использовать изобретение так, как посчитает нужным. Например, заключить лицензионное соглашение с компанией, которая будет выпускать продукцию с использованием изобретения, указанного в патенте. Или создать специальное юридическое лицо, которому передадут патент и которое займется производством. А может и вовсе не использовать», — объясняет Александра Ёрш.

Доступ отечественных научных организаций и промышленных предприятий к передовой технологии снизит себестоимость разработок, что в теории должно привести к стабилизации поставок на рынок качественных материалов по доступным ценам.

Но есть один нюанс: технология создания УНТ весьма сложная, и адаптировать ее под массовое производство — задача со звездочкой. Углеродные нанотрубки получают разными методами, которые включают электродуговой синтез, лазерную абляцию, химическое осаждение из газовой фазы (CVD) и электрохимическое осаждение, но не все из них дают ожидаемый выход по соотношению цена — качество.

«Сейчас наиболее эффективными методами считаются химические осаждения из паров углеводородов с катализатором, такие как электродуговой синтез (основан на испарении графитового анода под действием дугового разряда в атмосфере инертного газа — гелия или аргона. —“Монокль”) и химическое осаждение из газовой фазы (включает подачу углеродсодержащего сырья в высокотемпературную камеру, где под действием катализатора происходит разложение источника углерода и начинают формироваться нанотрубки. — “Монокль”), — поясняет Евгений Жемеров. — В России разработаны опытные установки для синтеза однослойных углеродных нанотрубок с высокой степенью чистоты, которые позволяют получать до тонны УНТ в год. Например, технологии с вращающимся трубчатым реактором и непрерывной подачей сырья обеспечивают стабильность и экономичность выпуска. Но для масштабирования производства в России важно не только совершенствовать оборудование, но и развивать систему поставок высококачественного сырья и катализаторов, а также внедрять автоматизацию в контроль качества и очистку материала».

Даже если массовое производство углеродных нанотрубок вновь заработает в Новосибирске, встанет вопрос о готовности отечественной индустрии менять стандарты под внедрение новой технологии

По словам старшего научного сотрудника кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСиС, кандидата технических наук Андрея Юдина, сегодня промышленности необходимы точные рекомендации по использованию, обработке и интеграции УНТ, что требует создания международной нормативно-правовой базы. «Настроить массовое производство в России можно, учитывая законодательные требования, разработав бизнес-план, выбрав оборудование и найдя персонал. Процесс требует стратегического мышления, финансовых вложений и готовности к изменениям. Нужно спроектировать производственный процесс и технологию. Учесть, что кроме основного оборудования потребуется и дополнительное. Определить номинальную мощность каждой линии — на 15–20 процентов больше планируемой. Сравнить с мощностями других участков производства, чтобы связать все этапы техпроцесса. Выделить на приобретение оборудования дополнительно около 10 процентов общей стоимости, так как наверняка появятся непредвиденные расходы (покупка специальных инструментов, запасных частей, контрольно-измерительных приборов, пусконаладочные работы)», — отмечает эксперт.

Российская продукция, скорее всего, пойдет на внутренний рынок. Что касается конкуренции с зарубежными компаниями (в первую очередь с беглой OCSiAl) на мировой арене, спрогнозировать развитие ситуации в этом направлении не рискнул ни один из опрошенных нами специалистов.

Будущее за электроникой и материалами

Зато у экспертов есть представление о том, за счет каких сфер в ближайшее десятилетие будет расширяться рынок углеродных нанотрубок и что этим сферам даст технология УНТ.

Ключевой отраслью называют электронику, которой давно пророчат уход от кремния. «Сейчас активно изучается возможность производства транзисторов на основе УНТ. Большая подвижность носителей заряда в нанотрубках позволяет достигать более высоких частот работы по сравнению с кремниевыми аналогами. Например, вероятно, будут созданы высокоскоростные микропроцессоры; нанотрубки также могут использоваться в радиочастотной электронике для увеличения скорости передачи данных — например, в системах беспроводной связи 5G», — комментирует Андрей Юдин.

Успехи в этой области впечатляют, хотя о полной готовности УНТ к посткремниевой эпохе говорить пока рано. «В 2019 году в Массачусетском технологическом институте появился экспериментальный процессор на основе полупроводниковых одностенных нанотрубок. Главная технологическая сложность — добиться их однородности: присутствие даже небольшого числа металлических трубок приводит к сбоям в работе транзисторов. Решение данной проблемы откроет путь к энергоэффективным гибридным чипам нового поколения. Но пока идея замены кремния альтернативными материалами требует дальнейших исследований», — полагает завлабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Александр Чернов.

По словам эксперта, в настоящее время в проектах, нацеленных на скорое практическое применение, нанотрубки в основном рассматриваются как материал, способный дополнить традиционные технологии.

Такие работы ведутся в том числе в МФТИ. Здесь, например, создаются компоненты микроэлектроники на основе полупроводниковых нанотрубок — линзы и детекторы, эффективно функционирующие в терагерцевом диапазоне. Это основа для будущих сетей 6G и систем безопасности, в частности для сканеров нового поколения. Кроме того, конструируются высокочувствительные газовые и биохимические датчики, в которых нанотрубки и двумерные материалы служат детекторами; подобные сенсоры способны реагировать на появление единичных молекул вещества. Есть и перспективное решение для защиты брендов и ценных товаров: скрытые метки на основе УНТ. Их нельзя скопировать — лишь считать специальным оборудованием.

В МИСиС углеродные нанотрубки использовали для создания интегрально-оптического детектора. Устройство способно обнаруживать инфракрасные сигналы с высокой скоростью — эта функция может пригодиться в различных областях, включая телекоммуникации и медицинскую диагностику.

Помимо электронных систем у УНТ имеется множество других применений. В том же МИСиС ведется разработка композиционного электропроводного материала, который может применяться в производстве обогревательных элементов, саморегулирующихся греющих кабелей или электродов катодной защиты. Уже придуман «самозалечивающийся» асфальт — включение в его состав нанотрубок позволяет сократить срок ремонта дорог с одной недели до нескольких часов. Специалисты трудятся над методиками применения нанокомпозитных мембран с УНТ для очистки и опреснения морской воды: использование оптимального количества наноматериалов обеспечивает положительный заряд и уменьшает неровности поверхности мембраны, что снижает вероятность налипания примесей. Создаются также биосенсоры для определения специфических веществ внутри здоровых и видоизмененных клеток живых организмов — связанные с УНТ контрастирующие вещества улучшают визуализацию, что позволяет выявлять новые закономерности развития патологического процесса.

Сам главный разработчик УНТ Михаил Предтеченский, когда еще жил в России, отмечал, что первоочередная задача нанотрубок — уменьшение количества потребляемых материалов. «Всего одна десятитысячная доля УНТ от массы любого материала кардинально меняет свойства этого материала. Представьте машину в два раза прочнее и в четыре раза легче современной. Она будет не только быстрее, но и экономичнее, так как в разы снизится расход топлива», — рассказывал ученый в одном из интервью.

Мировая промышленность впитывает такие инновации, как губка, раз за разом делая гигантский скачок в улучшении продукции и в итоге переформатируя существующие рынки. Своих контрагентов компания OCSiAl никогда не называла, но известно, что в 2020 году она получила сертификат поставщика от южнокорейского гиганта LG, итальянского производителя шин Pirelli и базирующейся в Норвегии ТНК Jotun, специализирующейся на лакокрасочных покрытиях. Сейчас партнеров наверняка больше.

Рожденная в России, на отечественной интеллектуальной и производственной базе, технология синтеза углеродных нанотрубок, безусловно, может найти применение и в нашей стране, но одного возвращения патентов для этого мало. Даже если предприятие в Новосибирске вновь заработает, встанет вопрос о готовности отечественной индустрии менять стандарты под новую технологию — просто для того, чтобы двигаться вперед. Независимо от госзаказов, санкционных режимов и периодов политической турбулентности.