Polska doliną grafenową?

7

Grafen to przełomowy wynalazek ostatnich lat. Jest wytrzymały 100 razy bardziej niż stal. Przewodzi ciepło i prąd – z gigantyczną prędkością, nawet 200 razy szybciej niż w krzemie. A jednocześnie jest giętki i rozciągliwy – nawet o 20 proc. Problemem było opracowanie metody taniego wytwarzania dobrego jakościowo grafenu. Udało się to w polskim Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych. Czy to jednak wystarczy, by podbić świat polskim produktem? Jest na to ogromna szansa.

Dowodem na istotną rolę Polski w światowych działaniach na rzecz wykorzystania grafenu jest najważniejsza na świecie naukowa konferencja poświęcona grafenowi “Graphene Week”, która odbyła się w Warszawie w ubiegłym tygodniu. Wzięło w niej udział około 600 czołowych badaczy pracujących nad wytwarzaniem i wykorzystaniem grafenu. Podczas tego wydarzenia polskie instytucje naukowe i firmy wspólnie zaprezentowały swoje najnowsze osiągnięcia w polskiej strefie „Graphene in Poland”.

Rozmawiamy z dr hab. inż. KATARZYNĄ PIETRZAK profesor i jednocześnie dyrektor ds. naukowych w Instytucie Technologii i Materiałów Elektronicznych (ITME), przodującym w badaniach nad grafenem polskim ośrodkiem naukowym, który opatentował własną metodę wytwarzania grafenu

W jakim miejscu w wyścigu o lidera w produkcji i wykorzystaniu grafenu jest obecnie Polska?

W Polsce opracowanych jest kilka technologii wytwarzania wysokiej jakości grafenu. Jedna z nich, opracowana w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME), wykorzystuje technikę CVD (Chemical Vapor Deposition) i umożliwia wytwarzanie grafenu w postaci jednorodnych warstw na podłożach metalicznych lub np. na germanie. Warstwy te mogą być również przenoszone na inne podłoża. Druga technologia (również opracowana w ITME) – chemiczna – umożliwia otrzymywanie grafenu płatkowego. Na Politechnice Łódzkiej opracowano technologię wykorzystującą procesy metalurgiczne. To co najważniejsze, to fakt, że każda z tych technologii stwarza możliwość wytwarzania specyficznego grafenu, do konkretnych zastosowań. Stworzono również polską inicjatywę – Graphene in Poland – która zrzesza zarówno naukowców, jak i biznes. W jej skład wchodzą: Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME), Politechnika Łódzka, Politechnika Warszawska, wydziały fizyki uniwersytetów Warszawskiego i Łódzkiego, firmy Nano Carbon, Advanced Graphene Products (AGP) i Seco/Warwick. Mamy opracowane technologie – dobre technologie – czas na up scaling i produkcję.

Jakie obecnie instytucje produkują w Polsce grafen?

Niektórzy przemysłowi członkowie inicjatywy, a w niedługim czasie mam nadzieję dołączą kolejni.

W jakich dziedzinach może być on szczególnie przydatny?

Spektrum zastosowań jest olbrzymie i ciągle mamy nowe pomysły. Ta wielorakość wynika z unikatowych właściwości materiału, jakim jest grafen. Ale konkretnie: przede wszystkim elektronika (np. elastyczne ekrany), dalej przemysł elektryczny (trakcje energetyczne), przemysł narzędziowy (materiały skrawające), medycyna (terapia antynowotworowa) itd. Proszę nie myśleć, że lista się wyczerpała. Po prostu to jest tak młody materiał, że w wielu dziedzinach prowadzone są prace badawczo-rozwojowe i czekamy, a w wielu mamy gotowe wyroby, np. szyby grzejne.

Jakie produkty oparte na grafenie powstały do tej pory w Polsce i czy są, albo kiedy będą, one dostępne na rynku?

Tak jak wspomniałam, opracowana jest już np. szyba grzejna, która może być montowana w samochodach, ale również w mieszkaniach, zresztą jej demonstrator prezentowany był na światowej konferencji Graphene Week 2016 w Warszawie, której ITME jest organizatorem. Mamy również bardzo zaawansowane rozmowy z firmami z przemysłu narzędziowego i tworzyw sztucznych, ale to już tajemnica handlowa.

Czy grafen może stać się polskim hitem eksportowym?

Zdecydowanie tak, choć konkurencja na rynku światowym jest ogromna, wystarczy pomyśleć o koncernach elektronicznych.

Czy polscy naukowcy mogą liczyć na wsparcie rządowe w pracach nad jego rozwojem?

Mam nadzieję, że tak. Dotychczas finansowany był przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju program GRAFTECH. W jego wyniku powstało kilka interesujących rozwiązań. Polscy uczeni i inżynierowie mają talent, doświadczenie i, co najważniejsze, są wyjątkowo zaangażowani w to, co robią – to jest potencjał nie do przecenienia.

Czy organizację międzynarodowej konferencji o grafenie można traktować jako swoiste wyróżnienie dla prac polskich naukowców w tej dziedzinie?

Polska uczestniczy w badaniach od wielu lat, ITME jest jednym z ważniejszych członków konsorcjum największego europejskiego programu FLAGSHIP. Powierzenie Instytutowi organizacji tej rangi konferencji to docenienie naszego wkładu w badania i ogromne wyróżnienie. Fakt, że dr Włodek Strupiński jest przewodniczącym konferencji, to naprawdę nagroda, chociaż pracy przy jej organizacji, ze względu na ogromne zainteresowanie i liczbę uczestników, było naprawdę dużo.

Jak według międzynarodowych ekspertów wygląda przyszłość dla grafenu?

My w ITME patrzymy na to na pewno trochę subiektywnie, bo to takie „nasze dziecko”, ale opierając się na przewidywaniach ekspertów – ekonomistów, przedstawicieli czołowych firm i naukowców – pełne opanowanie technologii pozwoli, i to bliskiej perspektywie, na zastosowanie tego materiału i wykorzystanie jego cech. Grafen ma ogromną przyszłość i warto w niego inwestować.

Autor: Przemek Cebula