Проект «Разработка сенсоров для токсикантов на основе природных наноматериалов-цеолитов» ООО «ПлазмоСил» Генеральный директор Лазарев Александр Петрович 394026, г. Воронеж, ул.Солнечная, д. 31А, оф. 116 Тел. 8-915-542-62-62 E-mail: lazarevap50@mail.ru ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОЕКТА Контроль экологичности Задачей проекта является создание экономичного и эргономичного газодетектора для промышленного и бытового контроля токсикантов (формальдегида) • В настоящее время проблема экологии и экологического контроля принимает все большее значение в странах ЕС и мирового сообщества в целом. • Происходит постепенный переход к «зеленым» технологиям во всех отраслях производств • Контроль экологичности проводится на всех типах и видах производств, а так же и на бытовом уровне. Производится обнаружение токсикантов как в процессе производства, так и при осмотре готовой продукции. • Особенное внимание уделяют мебельной и химической промышленности. Смог над Лондоном Рыночная проблема • Возрастающий уровень экологической грамотности и заботы о здоровье; • Отсутствие доступных бытовых средств контроля за качеством воздуха (средняя стоимость газоанализатора 80 тыс. руб.) • Решение проблемы: использование достижений нанотехнологии для создания доступных газоанализаторов (средняя стоимость 3 тыс. руб.) Рынок газоанализаторов Объем европейского рынка газоанализаторов – более 250 млн. евро За 2012, 2013 годы потребление газоанализаторов в автомобильной промышленности и медицине выросло в 2,3 раза В связи с ужесточением требований к снижению загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом, развитием производств с технологическими требованиями «вакуумной гигиены» и поправками, вносимыми в экологическое законодательство, рынок оборудования для газоанализа сохранит положительную динамику роста и далее Основные секторы рынка газоанализаторов в России: Сложившиеся рынки: • Деревообрабатывающая промышленность • Отделочные материалы • Мебельные производства • Строительные компании • Медицинская промышленность • Упаковочная продукция • Лабораторные исследования Развивающийся рынок: •Массовое потребление населением для контроля за окружающей экологической обстановкой Планируемый объем рынка в РФ: более 10 млрд. рублей. Связь с городским хозяйством • Повышение уровня экологической безопасности производств (мебельная, деревообрабатывающая, химическая промышленность); • Обеспечение заказами предприятий микроэлектроники г.Воронежа и других городов РФ; • Создание новых высококвалифицированных рабочих мест; • Повышение качества жизни горожан. Аналоги Цены на газоанализаторы серийного производства. Газоанализатор СО2 SenceLife WIM-настенный монитор качества воздуха. С помощью недисперсного инфракрасного (NDIR) сенсора, с автоматической фоновой калибровкой, осуществляется измерение уровня СО2 в помещении в диапазоне от 0 до 10,000 ppm. Полученная информации выводится на дисплей с интервалом 2 секунды. Имеется возможность запрограммировать подачу звукового сигнала в случае, когда уровень СО2 в помещении превысит заданное пользователем предельно допустимое значение. Конкуренты • ООО «Дельта-С» (серия сенсоров Сенсис-2000, Сенсис-2003) • ООО НПФ "ЭПРИС« (сенсоры ДТЭ-1) • Figaro Engineering Inc. (Япония) (серия сенсоров TGS) Наши преимущества: ориентированность на бытовое применение (низкая стоимость, универсальность, долговечность) Минеральные наноматериалы как рабочее вещество газочувствительного сенсора. Цеолиты- кристаллические водные алюмосиликаты. ● Наличие строгой периодичности нанопор в кристаллической решетке цеолита, делает возможным использование его в качестве газочувствительного слоя ● Природный цеолит является часто встречающимся минералом Цеолит (морденит) на уровне нано- ● Природные цеолитылегкодобываемый и дешевый материал ● Природные цеолиты являются эффективными адсорбентами Цеолит (морденит) на уровне макро- Цеолит (морденит) на уровне микро- Основные идеи: - использование фрактальной агрегации цеолитов на микроуровне для повышения чувствительности; - контроль процессов переноса в системе нанопор для повышения воспроизводимости и селективности; - контроль долговременной релаксации проводимости для разделения процессов переноса в системах микро- и нанопор. Достигнутые результаты: • методика идентификации процессов сорбции смеси газов • Методика регенерации чувствительности слоя Требует решения: • Разработка конструкции сенсора в интегральном исполнении Тонкопленочная технология получения микропористого материала для корпусирования Материал - α твердый раствор системы Сu-Zn. СuxZn1-x где х=1-0.6 Технология - селективное испарение Zn из твердого раствора СuxZn1-x где х=1-0.6 Размер пор определяется составом исходного сплава и параметрами термической обработки. Размер пор можно изменять от 10нм до 5мкм. Схема газочувствительного датчика Методика измерения и конструкция газоанализатора на основе природных наноматериалов Встречно-штыревой конденсатор Встречно-штыревой конденсатор со слоем цеолита (металлизация черным, слой цеолита-голубая штриховка) Поперечный разрез сенсора 1. Десорбция при помощи нагрева датчика до температуры 150 C 2. Помещение сенсора в атмосферу паров детектируемых веществ 3. Подача серии П-образных импульсов заданной амплитуды и длительностью более 10 секунд. 4. Параметризация отклика сенсора Технические характеристики и геометрические параметры изделия Техническая характеристики сенсора: Рабочий диапазон концентраций (для формальдегида) : 0-10 ppm Максимальная допустимая концентрация формальдегида 25 ppm Время измерения: <100 с. Рабочий температурный диапазон : 10-50 ⁰С Рабочий диапазон давлений: атмосферное ±10% Геометрические размеры сенсора: 5х2.5 мм. Толщина дорожек встречно-штыревого конденсатора 25 мкм. Расстояние между дорожками 25 мкм. Толщина газочувствительного слоя 50 мкм. Технические и экономические преимущества • Газочувствительный слой – материал с периодической системой нанопор одинакового диаметра – высокая чувствительность , воспроизводимость, селективность; • Пульсовый метод измерения релаксации проводимости, глубокая обработка сигнала сенсора – селективность; • Запатентованный способ активации газочувствительного слоя импульсными электромагнитными воздействиями – повышение чувствительности; • Способ регенерации рабочего слоя температурными и электромагнитными воздействиями – долговечность; • Технология корпусирования, реализуемая ОАО «ВЗПП-С», возможно использовать для корпусирования других моделей сенсоров, обеспечивает экономическую и энергосберегающую конструкцию сенсоров. Цена одного серийного сенсора – 3000 План работ • разработка конструкции блока детектирования адсорбции, десорбции и переноса молекул формальдегида, метана, оксида углерода, аммиака в системе нанопор минеральных нанопористых сорбентов (клиноптилолита, монтмориллонита) при помощи контроля электрофизических свойств минеральных нанопористых сорбентов; • разработка конструкции блока активации/регенерации газочувствительного слоя на основе температурных и полевых воздействий; • разработка топологии интегрального сенсора; • разработка технологической карты интегрального газочувствительного сенсора; • процесса изготовления изготовление и испытание серии газочувствительных сенсоров. План развития проекта • Текущая стадия: завершение НИОКР, изготовление лабораторных образцов, патентование, развитие европейских связей в рамкам проекта ECONANOSORB. • Ключевые точки проекта: IV кв. 2017 г. – завершение НИОКР, I-II кв. 2018 г. - производство, запуск продаж I кв. 2019 г. – точка окупаемости II кв. 2019 г. - рост бизнеса, выход на европейский рынок Финансирование • Требуемые инвестиции для достижения ключевых точек проекта: 90 млн. руб. за 3 года - средства фонда Софинансирование: 36 млн. руб. за 3 года – собственные средства и средства партнеров. Софинансирование проекта будет предназначено для доработки результатов НИОКР для внедрения в производство; • Текущие и потенциальные инвесторы: ООО «Росбиоквант», ООО «Арго», учредители ООО «ПлазмоСил», ОАО «ВЗПП-С», ОАО «Кристина», Technological Center Lurederra (Испания); • Инвестиционное предложение: доля бизнеса • Прямая отдача – с момента окупаемости в I кв. 2019 г. Команда проекта • • • • • • • • • Руководитель проекта: Сигов Александр Сергеевич – академик РАН, автор 350 научных публикаций, Президент МИРЭА (г.Москва). Ответственный исполнитель проекта: Лазарев Александр Петрович – кандидат физ.-мат.наук, автор более 120 научных публикаций, 6 патентов РФ, руководитель двух госудратсвенных контрактов по ФЦП. «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса на 2007-2013 годы», имеет большой опыт организации и внедрения инновационной продукции. Битюцкая Лариса Александровна – кандидат химических наук, автор более 200 научных публикаций, 10 патентов РФ, является одним из ведущих ученых в РФ в области нанотехнологий, материаловедения. Бельчинская Лариса Ивановна, доктор химических наук, автор более 100 научных публикаций, 3 патентов РФ. Куцелык Татьяна Валентиновна – молодой специалист, автор 2 научных публикаций, научный сотрудник. Пахомов Алексей Юрьевич – канд.физ.-мат. наук, автор 10 научных публикаций. Даринский Александр Борисович - канд.физ.-мат. наук, автор 8 научных публикаций. Тучин Андрей Витальевич – аспирант, автор 8 научных публикаций. Глушков Григорий Иванович – магистр, автор 2 научных публикаций.