Polacy dołączają do globalnego wyścigu o komercjalizację grafenu. W rywalizacji z firmami i instytutami badawczymi z całego świata nie jesteśmy bez szans.

– Obecnie przechodzimy z fazy badań podstawowych do aplikacyjnych, czyli prac nad komercyjnym zastosowaniem grafenu – mówi dr inż. Włodzimierz Strupiński z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME). Instytut od 10 lat prowadzi badania nad tym materiałem. Celem jest zdobycie przez Polskę mocnej pozycji na rynku, który według firmy badawczej BCC Research do 2025 r. osiągnie wartość 2 mld dolarów.

Fot: Wikimedia Commons / AlexanderAlUS / CC

– Na bazie grafenu opracowaliśmy technologie, które można wykorzystać do produkcji konkretnych wyrobów – mówi prof. dr hab. Katarzyna Pietrzak, zastępca dyrektora ds. naukowych w ITME. – Zwłaszcza, że nie ma jeszcze produktów grafenowych powszechnego użytku – dodaje. Konkurencję dla instytutu pod względem wielkości produkcji grafenu stanowią czołowe instytucje naukowe.

Z grafenem, jednoatomową warstwą węgla, związane są nadzieje w zakresie produkcji m.in. elastycznej elektroniki i mikroukładów elektronicznych, nieprzepuszczalnych powłok barierowych, baterii o zwiększonej wydajności czy przewodzących tworzyw sztucznych. Polacy z sukcesami pracują nad wieloma z tych zastosowań.

ITME i Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów stworzyły grafenowy czujnik pola magnetycznego do mierzenia prądów o wysokim natężeniu. – To pierwsze urządzenie tego typu na świecie gotowe do komercyjnego zastosowania – mówi mgr inż. Tymoteusz Ciuk z ITME, koordynator prac badawczych w tym projekcie. Wynalazek działa w temperaturze do 300 stopni Celsjusza. – Inne czujniki wytrzymują o połowę mniej – zauważa naukowiec. Urządzenie może znaleźć zastosowanie w kolejnictwie, fotowoltaice czy budowie pojazdów elektrycznych. Pierwszą partię 26 czujników już testuje firma Lumel S.A. z Zielonej Góry zajmująca się produkcją sprzętu pomiarowego.

Naukowcy z ITME opracowali też niewidoczne warstwy grzejne z grafenu, które mogą rozgrzać szybę kwarcową nawet do 500 stopni Celsjusza. – Ta technologia pozwala produkować takie warstwy na zwykłych szybach oraz elastycznych podłożach – mówi dr Strupiński. Demonstrator zostanie zaprezentowany w czerwcu b.r. w Warszawie na konferencji Graphene Week, w której będą uczestniczyć wybitni badacze grafenu z całego świata.

Fot: Flickr.com / PNNL - Pacific Northwest National Laboratory / CC

Kolejne zastosowanie to tworzywa sztuczne z dodatkiem grafenu. – Jego niewielka ilość wystarczy, aby kauczuk był dwukrotnie bardziej wytrzymały na rozrywanie – mówi dr inż. Ludwika Lipińska z ITME. Grafen wytwarzany w instytucie z powodzeniem wykorzystali także naukowcy z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego. Na bazie grafenu i tlenku tytanu opracowali materiał do oczyszczania wody o ok. 20 proc. wydajniejszy od obecnie stosowanego.

Kolejnym wynalazkiem jest papier grafenowy, który może zostać użyty m.in. do produkcji elastycznych baterii litowych. Dr Lipińska podkreśla, że nikt dotąd nie wytworzył tego papieru większego niż pięciocentymetrowy krążek, a jej zespół opatentował sposób, który pozwala produkować całe zwoje.

– Dotychczasowe sukcesy Polski z grafenem to skutek zaangażowania, umiejętności i talentu naszych pracowników – mówi prof. Pietrzak. Prace nad grafenowymi produktami nie byłyby też możliwe bez środków otrzymanych z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Graf-Tech. Jednak finansowanie kończy się w tym roku – liczymy na dalsze wsparcie. Bez niego trudno będzie nam prowadzić dalsze badania, przyciągnąć partnerów biznesowych i osiągnąć sukces komercyjny – podsumowuje Zenon Godziejewski, zastępca dyrektora ds. rozwoju w ITME.

(PAP - NAUKA W POLSCE)