Kto chce kupić polski grafen?

Produkcja supernowoczesnego materiału ruszyła pod koniec grudnia ubiegłego roku. Wszystko wskazuje na to, że tym razem polski przemysł nie zaprzepaści swojej szansy.

Odkąd w 2010 r. Andriejowi Geimowi i Konstantinowi Nowosiołowi z uniwersytetu w Manchesterze przyznano Nagrodę Nobla za odkrycie grafenu, ten niezwykły materiał zaczął wzbudzać silne emocje. Najlepiej widać to w nakładach finansowych światowych firm, które wydają grube miliony dolarów na badanie właściwości oraz potencjalnych możliwości wykorzystania grafenu w nauce i gospodarce. W samej Anglii w centrum grafenowe zainwestowano 70 mln funtów, z kolei Samsung wydał na ten cel około 350 mln dolarów. Polska również znajduje się w czołówce krajów inwestujących w ten materiał. Dzieje się tak dzięki temu, że to polski zespół naukowy, kierowany przez dr. inż. Włodzimierza Strupińskiego z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME), opracował dotąd nieznaną, najtańszą na świecie metodę wytwarzania wysokiej jakości grafenu.

Niesamowity materiał

Czym zatem jest materiał, który wzbudza takie emocje. – Grafen to po prostu dwuwymiarowa struktura złożona z atomów jednego pierwiastka – węgla, ułożonych według pewnej symetrii. Grubość grafenu to grubość pojedynczego atomu czy dwóch atomów. Właśnie te niskie wymiary powodują, że grafen ma takie niesamowite właściwości, które normalnie w innych materiałach spotykamy osobno. Zazwyczaj zdarza się, że albo coś dobrze przewodzi elektryczność, jak np. złoto czy srebro, ale jest miękkie i kosztowne, albo materiał jest przezroczysty, ale kruchy. A grafen łączy w sobie to wszystko – tłumaczy dr Zygmunt Łuczyński, dyrektor ITME. Faktycznie, grafen doskonale przewodzi ciepło, prąd (lepiej niż krzem), jest bardzo wytrzymały mechanicznie (sto razy bardziej niż stal), a jednocześnie bardzo elastyczny i lekki (tysiąc razy lżejszy niż papier). Do tego jest bardzo szczelny i przezroczysty. Naukowcy podkreślają, że dzięki tym własnościom może mieć wiele unikalnych i wysoce pożądanych zastosowań niemal w każdej dziedzinie: energetyce (magazynowanie i zarządzanie przepływem ciepła), elektronice (szybkie układy scalone i pamięci o „wiecznej” trwałości, ekrany dotykowe o wysokiej trwałości, telefony i tablety dające się zwinąć w rulon), przemyśle ma- szynowym, samochodowym (superkondensatory będące alternatywą dla ciężkich akumulatorów w samochodach elektrycznych), chemicznym (pokrycia i farby), przy produkcji laserów i – co może wydawać się dziwne – również w medycynie (walka z nowotworami, a ze względu na właściwości bakteriobójcze – wykorzystywanie przy produkcji materiałów opatrunkowych). – Ostatnio prowadzone są bardzo poważne badania w warszawskiej Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego nad możliwością wykorzystania grafenu do walki z nowotworami. Chodzi tutaj o nowotwór mózgu. Grafen, przylegając do komórki nowotworowej, tworzy wokół niej cieniutką, prawie nieprzepuszczalną warstwę grubości jednego atomu. W ten sposób odcina dostęp tlenu i składników odżywczych, co prowadzi do jej śmierci. Nie jest to żadna trucizna, tylko czysty węgiel, który jest chyba najmniej szkodliwym materiałem występującym w przyrodzie. Grafen działa w taki sposób, że komórka rakowa po prostu znika i nie pozostawia po sobie śladu – mówi dr Łuczyński. Dyrektor ITME podkreśla jednak, że w najbliższej perspektywie najbardziej prawdopodobnym zastosowaniem dla grafenu będzie elektronika: – Przemysł elektroniczny zmierza do tego, żeby wszechobecny krzem zastąpić nowym materiałem, bo możliwości krzemu już się wyczerpują. W grafenie nośniki ładunku, czyli to, co decyduje o szybkości działania przyrządów elektronicznych, są wielokrotnie szybsze. Dzięki temu przyrząd może być szybszy i mniejszy. To też jest perspektywa dla tzw. elastycznej elektroniki. Ozna- cza to, że nie będziemy musieli mieć telefonów w postaci sztywnej kostki, którą nosimy w kieszeni. Zamiast tego będzie to np. bransoletka na rękę łącząca bardzo wiele funkcji, np. telefonu, czytnika kart kredytowych, nadajnika, odbiornika itd. Poza tym grafen ze względu na przezroczystość i dobre przewodzenie elektryczności jest idealnym materiałem do budowy wszelkich monitorów i ekranów. We wszystkich tego typu urządzeniach znajduje się ind – dosyć deficytowy pierwiastek, którego wkrótce może zabraknąć. Grafen świetnie go zastępuje – tłumaczy dr Zygmunt Łuczyński.

W kolejce do kasy

20 grudnia 2013 r. oficjalnie ruszyła produkcja grafenu w Polsce, jego sprzedażą, a dokładnie utworzeniem portfela technologii grafenowych sprzedawanych w formie produktów końcowych, licencji lub też produktów pośrednich, a także szukaniem partnerów biznesowych zajmuje się Spółka Nano Carbon, należąca do państwowej Agencji Rozwoju Przemysłu SA (ARP) i TFI KGHM. Do tej pory Nano Carbon uruchomił prace nad zastosowaniem grafenu w medycynie – w ramach klastra: Centrum Inżynierii Biomedycznej WAT wspólnie z Samodzielnym Publicznym Szpitalem Klinicznym im. prof. Z. Grucy w Otwocku. Spodziewanym rezultatem badań są technologie wytwarzania implantów, protez (endoproteza stawu biodrowego) i zespoleń ortopedycznych oraz aktywnych biologicznie opatrunków. Prowadzone są także prace nad różnego typu kompozytami – w tym uszczelnieniami elastycznymi, które będzie można stosować wszędzie tam, gdzie występują duże obciążenia – np. w przemyśle wydobywczym.

Trzeba przyznać, że zainteresowanie grafenem wytwarzanym w Polsce jest duże. Po zakup technologii ustawia się w kolejce wiele firm, a wśród nich: KGHM, Seco Warwick ze Świebodzina – światowy lider w produkcji pieców przemysłowych, który ma w planach wytwarzanie grafenu na wielkich formatach folii miedzianej czy gigant chemiczny Tarnowskie Zakłady Azotowe, który chce produkować grafen dla potrzeb przemysłu chemicznego i tworzyw sztucznych. –O szczegółach współpracy nie wypada mi mówić, bo to są firmy komercyjne, z którymi podpisujemy umowy o poufności, mogę jedynie zdradzić, że jest to rzeczywiste zainteresowanie – mówi dr Łuczyński z ITME. Kupnem polskiego grafenu zainteresowane są również firmy zagraniczne. – Są to duzi gracze z Japonii i Europy Zachodniej. Niestety, tajemnica handlowa i podpisane porozumienia o poufności nie pozwalają nam wymienić nazw firm – mówi Marta Struk z Agencji Rozwoju Przemysłu.

Wsparcie ze strony

państwa

Czy oznacza to, że w przyszłości Polska stanie się światowym potentatem w produkcji grafenu? W dużej mierze zależeć będzie to od administracji państwowej. Dlatego ARP podkreśla, że bardziej zależy jej na wytypowaniu produktu z grafenem – wytwarzanego według polskiej technologii, który będzie

28