"A Rússia venceu o Japão no desenvolvimento de matérias-primas de alta tecnologia." Depois de ler esta frase, posso ser suspeito de falsificação. A indústria de matérias-primas é uma área importante na qual o Japão é altamente competitivo até hoje. A maioria das análises negativas sobre as matérias-primas russas, mas na produção de um material a Rússia ainda conseguiu nos contornar”, escreve Kotaro Watanabe.
A Rússia derrotou o Japão no desenvolvimento de matérias-primas de alta tecnologia …
Depois de ler esta frase, posso ser suspeito de falsificação. A indústria de matérias-primas é uma área importante na qual o Japão é altamente competitivo até hoje. Muitos produtos japoneses estão no topo da classificação global: aço de alta resistência, fibra de carbono, ligas de aço e assim por diante.
Ao mesmo tempo, quanto à indústria de matérias-primas russa, produtos de alta qualidade são raros: o titânio pode ser chamado de improviso, mas a maioria das vezes tem críticas negativas.
Por exemplo, a chapa galvanizada russa, que é utilizada na indústria automotiva, não pode ser comparada com a japonesa. Na verdade, o metal russo é simplesmente revestido com uma camada de zinco. Se você dobrar um pouco, o zinco vai embora. O problema não é apenas o zinco. A espessura das folhas não é mantida; também há muitas impurezas no metal.
É impossível fazer um produto de alta qualidade com tal folha de metal. Na Rússia, é totalmente irreal alcançar a qualidade japonesa. Um dos motivos é a fraca capacidade da indústria de matérias-primas.
No entanto, no que diz respeito ao desenvolvimento de nanotubos de carbono que aumentam o desempenho das baterias de íon-lítio usadas em veículos elétricos, parece que os produtos russos realmente ultrapassaram os japoneses.
Os nanotubos de carbono se tornaram um novo material muito esperado com alta capacidade e densidade.
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No entanto, esse material era muito caro: várias dezenas de milhares de ienes por grama; dez vezes mais caro do que ouro bruto. Era impossível fazer produtos com esse material a um preço aceitável, então ninguém conseguia encontrar um uso para ele.
E de repente, a filial russa da Oksial (OCSiAl) desenvolveu um método para produzir nanotubos de carbono a um preço de 300 ienes por grama. Com efeito, foi criado um sistema de logística e as vendas começaram pelo preço indicado.
O que são nanotubos de carbono
Nanotubos de carbono são tubos de tamanho molecular enrolados a partir de átomos de carbono.
Como pode ser visto no cristal de carbono, o átomo de carbono tem fortes ligações interatômicas, devido às quais o material tem propriedades físicas como resistência e assim por diante.
Os nanotubos de carbono podem suportar correntes mil vezes maiores do que o cobre; têm uma condutividade térmica cerca de sete vezes a do cobre; sua resistência é de 8 a 80 vezes a da fibra de carbono.
Como o nome sugere, esses tubos são nanométricos, portanto, não há uso por conta própria. No entanto, uma vez que possuem propriedades físicas avançadas, adicioná-los pode melhorar o desempenho do material final.
Por exemplo, se você adicionar nanotubos de carbono ao plástico, ele pode conduzir eletricidade.
Como muito pouco é adicionado, o plástico transparente permanece transparente. Parece plástico comum, mas conduz eletricidade.
Atualmente, as maiores expectativas estão relacionadas à melhoria do desempenho das baterias de segunda geração para veículos elétricos. Os nanotubos de carbono conduzem bem a eletricidade. Eles são longos e não muito largos. Os tubos formam interconexões que facilitam a formação de um conduíte para a corrente elétrica.
Quando adicionados a um pó, eles conectam as partículas por condução. Ao adicionar nanotubos de carbono ao material do qual as baterias de íon-lítio são feitas, o desempenho da bateria pode ser melhorado, permitindo que as partículas tenham um melhor comportamento.
Além disso, o Instituto Nacional Japonês de Ciência de Materiais e a Agência de Ciência e Tecnologia estão desenvolvendo outro tipo de bateria: baterias de lítio-ar usando nanotubos de carbono no cátodo. A capacidade dessas baterias é 15 vezes maior que a das baterias de íon de lítio. A pesquisa é realizada em parceria com a SoftBank.
Uma reação química na bateria promove o acúmulo de partículas que impedem o fluxo da corrente elétrica.
Os nanotubos de carbono mudam de forma e acumulam tais partículas, mas como têm a capacidade de formar canais pelos quais a eletricidade pode passar mais facilmente, eles suportam o fluxo de eletricidade dentro da bateria. Esta característica dos nanotubos de carbono fornece uma grande capacidade de bateria.
Anteriormente, sabia-se que os nanotubos de carbono podem melhorar o desempenho de diversos produtos, mas não eram usados por causa do custo dez vezes maior do que o ouro.
Apesar de uma pequena quantidade de nanotubos de carbono poder melhorar as propriedades físicas, sua adição às matérias-primas aumenta significativamente o custo do produto, e até supera em muito o custo da matéria-prima.
Existem dois tipos de nanotubos de carbono: de parede única e de parede múltipla. Os de camada única superam os de várias camadas, mas seu preço era muito alto. Nesse sentido, a pesquisa foi realizada no campo de métodos para a produção de nanotubos de carbono de parede simples baratos.
No Japão, pesquisas semelhantes estão sendo realizadas pela Organização para o Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologia Industrial, com a participação de empresas como a Zeon Corporation e outras. Este projeto está sob controle do governo.
Desenvolvimentos japoneses não terminaram em fracasso
A eficiência aumentou três mil vezes em relação ao método original. O Japão agora é capaz de produzir nanotubos de carbono de parede única 500 vezes mais. Originalmente, os cachimbos monossilábicos custavam várias dezenas de milhares de ienes por grama, mas agora são feitos a um preço de 1.000 a 2.000 ienes por grama. Além disso, os nanotubos de carbono de parede simples japoneses são superiores em pureza às amostras russas.
Apesar disso, o russo "Oxial" (OCSiAl) desenvolveu uma tecnologia para a deposição de nanotubos de carbono de parede simples sobre metal em pó. Ela fabrica tubos de camada única por 300 ienes por grama. Amostras japonesas são mais limpas, mas três vezes mais caras.
Infelizmente, para os nanotubos de carbono de parede simples japoneses, essa pureza não é necessária para a produção no momento.
(Como os nanotubos japoneses são caracterizados pela pureza, se forem desenvolvidos componentes eletrônicos que exijam tal pureza, o valor dos designs japoneses aumentará dramaticamente.)
Nanotubos de carbono de parede única existem para aumentar a resistência, a condutividade elétrica e a condutividade térmica de um material e, portanto, essas propriedades são exigidas deles. Mesmo que contenham impurezas, isso não significa um impacto negativo sobre essas características.
Aparentemente, os produtos Oxial são suficientes para aumentar o desempenho das baterias de íon-lítio. O sistema de logística da empresa russa, segundo o qual oferece tubos de camada única a um preço de 300 ienes por grama, está se desenvolvendo gradualmente.
Além disso, o Japão não pode fornecer esse tipo de produto a um preço tão baixo. Podemos dizer que atualmente os nanotubos de carbono de parede única russos derrotaram os japoneses.
O trabalho de uma fábrica de engenharia na Alemanha.
A Rússia conseguiu fornecer produtos semelhantes aos do Japão a três vezes o preço. A pesquisa japonesa foi eficaz, mas a pesquisa russa foi mais eficaz.
Em geral, o nível da indústria e tecnologia russas não é alto o suficiente, mas se você pesquisar com cuidado, poderá encontrar tecnologias na Rússia que são muito superiores às japonesas. Isso torna a Rússia interessante.
A Rússia começará a produzir produtos de primeira classe?
Então, a Rússia produzirá produtos que superem os japoneses? Provavelmente não. Mesmo que imaginemos que tecnologias avançadas aparecerão na Rússia, não haverá sentido para elas se não encontrarem aplicação prática.
A indústria russa não se distingue por sua grande escala e diversificação. Mesmo que surjam novas tecnologias, é difícil para elas encontrar aplicação na Rússia. Não é fácil inovar lá na prática.
Além disso, para produzir produtos como automóveis que combinem diferentes tecnologias, é necessário um nível de tecnologia e qualidade acima da média.
Nesse sentido, a Rússia está muito mal equilibrada. Mesmo se tomarmos nanotubos de carbono de parede simples, eles por si só não são produtos finais, portanto, sua comercialização requer uma combinação com outras tecnologias.
O fato é que na Rússia você pode encontrar tecnologias de alto nível, semelhantes aos nanotubos de carbono da empresa OCSiAl.
O Japão teve sucesso na industrialização e na comercialização, portanto, se desenterrar e encontrar aplicações práticas para essas tecnologias russas, isso poderá resultar em uma cooperação frutífera entre o Japão e a Rússia.
Kotaro Watanabe
