Polski grafen


Badacze z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) w Warszawie opracowali nowatorską metodę wytwarzania grafenu do celów przemysłowych. Ich wynalazek jest już chroniony w Polsce. Teraz Ministerstwo Nauki przyznało im fundusze na zdobycie ochrony patentowej ważnej na całym świecie. Raczej nie mają konkurencji.

Grafen to jedna z odmian węgla. A dokładniej to warstwa węgla o grubości jednego-dwóch atomów spiętych niczym plaster miodu. Od momentu odkrycia w 2004 grafen zaskakiwał naukowców swoimi właściwościami. Jest 100 razy mocniejszy niż stal. Gdyby plastikowa folia spożywcza była tak samo mocna, to nie dalibyśmy rady przekłuć jej szpilką – nawet gdyby na szpilce postawić tira. Przewodzi prąd lepiej niż krzem. Można go rozciągnąć o 20 proc. i się nie przerwie. Jest lekki, przeźroczysty, a do tego składa się głównie z pierwiastka, którego mamy na Ziemi w bród. To wszystko sprawia, że grafen jest idealnym materiałem dla elektroniki. Można wykorzystać go do produkcji ekranów dotykowych lub ciekłokrystalicznych, .paneli baterii słonecznych, komputerów. Na razie wszystkie nowoczesne urządzenia opierają się na półprzewodnikach z krzemu. Jednak naukowcy przewidują, że już niedługo dojdziemy do końca możliwości miniaturyzacji układów krzemowych. Wtedy nadejdzie czas grafenu.

Produkcja grafenu kosztuje fortunę. Za cząstkę materiału o grubości jednego atomu i powierzchni równej przekrojowi włosa trzeba zapłacić około tysiąca dolarów. Co więcej, do tej pory nie potrafiono produkować go w większych ilościach. Laboratoria na świecie opatentowały już blisko 200 innych metod otrzymywania i zastosowania grafenu. Trzy lata temu koreańskim naukowcom udało się opracować metodę wytwarzania warstwy grafenu o rozmiarze kilku centymetrów. Było to tak wielkie osiągnięcie, że pracę na ten temat opublikowało prestiżowe pismo „Nature”.

Metoda jego wzrostu wynaleziona w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) w Warszawie może mieć szanse na podbój świata. Polakom udało się pójść dalej niż Koreańczykom i wymyślili sposób produkowania dużych płacht grafenu wysokiej jakości. Do tej pory to nie udało się nikomu na całym świecie. Uczeni liczą, że powstanie krajowy program badawczy, który uruchomi potencjał polskich laboratoriów. – Skoro już zrobiliśmy pierwszy krok w tej dziedzinie i jesteśmy w tej chwili w światowej czołówce jeśli chodzi o technologię wytwarzania grafenu, to dobrze by było, żeby w Polsce rozwijać ją dalej. Polskie firmy są gotowe do inwestowania, choć trzeba dopiero zorganizować w naszym kraju podstawę technologiczną i infrastrukturę związaną z grafenem – mówi Strupiński z ITME. – Już zgłaszają się do nas różne grupy biznesowe, a rozmowy są bardzo zaawansowane. Wspiera nas również Ministerstwo Gospodarki, które kojarzy nas z firmami krajowymi, które mogłyby zainwestować w działalność związaną z grafenem – zdradza dr Strupiński.

Dlaczego? – Wykorzystuje te same urządzenia i procesy, które teraz powszechnie stosuje przemysł elektroniczny. Osadzamy atomy węgla w atomowej grubości warstewce na podłożu z węglika krzemu. Tak samo, warstwa po warstwie, tworzy się dziś krzem na mikroprocesory – mówi dr Włodzimierz Strupiński z ITME. – Z grafenem na węgliku krzemu do tej pory nikomu się to nie udawało.
– Ministerstwo Nauki poprzez Ośrodek Przetwarzania Informacji zapewniło nam kilkaset tysięcy złotych na ochronę patentową naszej metody za granicą. Przez najbliższe 18 miesięcy na całym świecie, a potem w wybranych krajach na co najmniej trzy lata – mówi dr Strupiński. Marzą mu się też pieniądze z Unii Europejskiej. – Nasze osiągnięcia dają nam silną pozycję w konkurencji o fundusze z dużego europejskiego programu „Flag Ship”, z którego, jak wszystko wskazuje, od 2012 r. na badania nad grafenem będzie iść 100 milionów euro rocznie przez kolejnych 10 lat – zapewnia.  ITME nie chce wypuścić patentu z rąk. Zamierza znaleźć partnerów w biznesie i wytwarzać grafen w kraju. – Jeśli się do tego weźmiemy, ale już, zaraz, natychmiast, to się uda – mówi dr Strupiński. – Nie możemy też poprzestać na produkcji samego materiału, bo inni nas wyprzedzą. Wiadomo, że w Chinach w końcu zrobią go taniej.

- Rozwinąć w Polsce technologie oparte na grafenie to mój sen – dodaje. Dr Strupiński zdradza nam, że Ministerstwo Gospodarki pomaga w skojarzeniu jego instytutu z kilkoma krajowymi firmami zainteresowanymi produkcją, rozmowy są zaawansowane.

- Grafen to bardzo obiecujący materiał, a ten robiony w Polsce ma najwyższą światową jakość – mówi prof. Andrzej Wysmołek z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, gdzie materiał jest testowany. – Choć wciąż jest to substancja stosunkowo droga.

Mimo to na świecie już robi się z niej prototypowe ekrany dotykowe do komórek i laptopów (pierwsze pokazał Samsung). Do tego potrzeba materiału dobrze przewodzącego i przezroczystego, a grafen świetnie to spełnia, dużo lepiej niż teraz używane substancje. Jest przy tym nieziemsko odporny i giętki.

Skonstruowano także pierwsze grafenowe tranzystory i mikroprocesory, które biją wszelkie rekordy, na razie w laboratoriach, ale teoretycznie mogą być tańsze, mniejsze i wydajniejsze niż chipy krzemowe. Te ostatnie dochodzą już do granicy swoich możliwości. Co więcej, niedawno okazało się, że grafen może służyć do sekwencjonowania DNA i budowy różnorakich czujników.

Źródło: Gazeta Wyborcza

Internet pełen jest doniesień o nowych technologiach związanych z grafenem oraz o nowych jego wykorzystaniach w już istniejących rozwiązaniach – skutecznie wypiera inne materiały. Tymczasem na stronie ITME nie dowiecie się niczego z pierwszej ręki o pracach nad grafenem. Jest tam list gratulacyjny od Pani Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego na ten temat oraz to, co opublikowały różne media w tej sprawie.

About these ads

,

Follow

Otrzymuj każdy nowy wpis na swoją skrzynkę e-mail.