Polscy naukowcy pracują nad komercjalizacją grafenu

Według firmy badawczej BCC Research, do 2025 r. rynek grafenu osiągnie wartość 2 mld dolarów. W wyścigu o komercjalizację tego materiału uczestniczą m.in. naukowcy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME), którzy od 10 lat prowadzą nad nim badania.

„Obecnie przechodzimy z fazy badań podstawowych do aplikacyjnych, czyli prac nad komercyjnym zastosowaniem grafenu” – mówi dr inż. Włodzimierz Strupiński z ITME.

„Na bazie grafenu opracowaliśmy technologie, które można wykorzystać do produkcji konkretnych wyrobów” – dodaje prof. dr hab. Katarzyna Pietrzak, zastępca dyrektora ds. naukowych w ITME. Podkreśla, że wciąż jeszcze na rynku nie ma produktów grafenowych powszechnego użytku.

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 wspólnie 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. Jak zauważa naukowiec, „inne czujniki wytrzymują o połowę mniej”. 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 Strupiński.

Jeszcze inne zastosowanie materiału 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. Lipińska podkreśla, że nikt dotąd nie wytworzył tego papieru większego niż pięciocentymetrowy krążek, a jej zespół opatentował sposób, który pozwala produkować całe zwoje.

Pietrzak podkreśla, że „dotychczasowe sukcesy Polski z grafenem to skutek zaangażowania, umiejętności i talentu naszych pracowników”. „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.

Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych jest - wraz z Uniwersytetem Warszawskim - organizatorem konferencji Graphene Week 2016, która odbędzie się w Warszawie w dniach 13-17 czerwca 2016 r. Graphene Week to coroczna konferencja non profit organizowana przez Komisję Europejską w ramach 10-letniego programu Unii Europejskiej Graphene Flagship. Celem grafenowego projektu flagowego jest rozwój badań naukowych nad wykorzystaniem grafenu i innych materiałów dwuwymiarowych w różnych dziedzinach życia i gospodarki. Partnerem strategicznym tegorocznej konferencji jest Miasto Stołeczne Warszawa. Patroni honorowi to Urząd Marszałkowski Województwa Mazowieckiego, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Ministerstwo Rozwoju oraz Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

kflo/ jbr/