Metodę produkcji Grafenu Metalurgicznego o Wysokiej Wytrzymałości - HSMG (High Strength Metallurgical Graphene) opracowali naukowcy z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej pod kierownictwem prof. Piotra Kuli.

 

- Dzisiejszy światowy brak sukcesu grafenu wynika z tego, że grafenu o odpowiednich właściwościach nie ma na rynku. Nasz jest najbardziej zbliżony do grafenu, za który przyznano Nagrodę Nobla - powiedział prof. Piotr Kula. - Opracowana przez nas metoda jest inna od wszystkich, które są znane w nauce i w technologii światowej. Wytwarzamy grafen na ciekłym metalu, przez co ma szansę być grafenem niemal doskonałym - podkreślił naukowiec.

 

Polscy naukowcy potrafią wytwarzać grafen w metrach kwadratowych, co umożliwia jego wytwarzanie na skalę przemysłową. - Nie jest to prosty proces, bo wymaga uzyskania dużego i płaskiego lustra ciekłego metalu. Byśmy mogli mieć taką matrycę formującą, na dużej powierzchni potrzebujemy utrzymać bardzo cienką warstwę ciekłego metalu. Później przeprowadzane są już tylko zabiegi chemiczne i cieplne - opisał prof. Kula.

 

Podkreślił przy tym, że nie ma materiału technologicznego wolnego od defektów. - Jednak im mniej tych defektów będzie, tym bardziej grafen zbliży się do materiału modelowego, który ma nieprawdopodobnie wysokie właściwości elektryczne, mechaniczne - wyjaśnił.

 

Wykorzystanie multiwarstw grafenu

 

Grafen produkowany metodą HSMG przede wszystkim może być wykorzystany w kompozytach, materiałach konstrukcyjnych. - Na Politechnice Łódzkiej pracujemy nad wykorzystaniem multiwarstw grafenu do przechowywania wodoru jako paliwa, ale też nad czujnikami i filtrami wody. Także jest to bardzo szerokie spektrum zastosowań -  podkreślił naukowiec.

 

Inną technologię pozwalającą na produkowanie taniego grafenu na podłożach z węglika krzemu w 2011 roku opracował zespół pod kierownictwem dr inż. Włodzimierza Strupińskiego z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie. W maju 2015 roku uzyskała ona ochronę patentową w USA.

 

- Bardzo wysoko cenię sobie metodę opartą na węgliku krzemu, ale to jest typowe zastosowanie dla elektroniki. Nasz grafen z uwagi na jego wytrzymałość, możliwość przenoszenia z jednego podłoża na drugie, ma zdecydowanie szerszy obszar potencjalnych aplikacji - powiedział prof. Kula.

 

Docelowo instalacja, która umożliwi uruchomienie produkcji grafenu HSMG w pełnej, przemysłowej skali znajdzie się na terenie Parku Naukowo Technologicznego Uniwersytetu Zielonogórskiego, gdzie mieści się nowa placówka firmy Advanced Graphene Products.

 

Nagroda Nobla za odkrycie grafenu

 

Za odkrycie grafenu w 2010 roku Nagrodę Nobla z fizyki otrzymali Andre Geim i Konstantin Novoselov. To przezroczysty materiał o grubości jednego atomu. Jego wykorzystanie obejmuje praktycznie wszystkie dziedziny życia. Jest sto razy bardziej wytrzymały od stali, a jednocześnie elastyczny i rozciągliwy. Potrafi odpychać cząsteczki wody i ma właściwości bakteriobójcze, przewodzi elektryczność lepiej niż miedź czy srebro, transferuje elektrony sto razy szybciej niż krzem.

 

Dzięki temu znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu takich jak branża samochodowa, lotnicza, kosmiczna (grafenowe kompozyty), przemysł energetyczny (baterie, superkondensatory, energia słoneczna), a nawet może zostać wykorzystany do opracowania innowacyjnych rozwiązań związanych z odsalaniem wody morskiej.

 

PAP