Wielkopowierzchniowy grafen z IMTE wprowadziła do sprzedaży firma Nano Carbon.

 

- Technologia otrzymywania grafenu, którą ITME wykorzystuje do produkcji, wymaga zastosowania podłoża, na którym grafen można wyhodować. Zespół ITME robi to na folii miedzianej, z której można przenieść grafen na inny materiał. To nie jest prosta metoda wytwarzania, gdyż potrzebny jest do tego specjalistyczny reaktor wysokotemperaturowy oraz skomplikowana technologia - poinformował prezes Nano Carbon Jacek Augustyn. 

 

- Dzięki osiągnięciom naszych naukowców w międzynarodowych projektach badawczych, udaje nam się wytwarzać grafen wielkopowierzchniowy o wymiarach 50 x 50 cm. A w ramach wcześniej nawiązanej współpracy, firma Nano Carbon sprzedaje arkusze grafenu o wymiarach 30 x 30 cm również wytwarzane w ITME - powiedział dr Włodzimierz Strupiński, kierownik Zakładu Epitaksji i Charakteryzacji ITME.

 

Zastosowanie w medycynie

 

Dzięki swojej gładkiej i równej powierzchni, grafen produkowany w ITME będzie mógł być stosowany w biomedycynie. Badania w tej dziedzinie prowadzi zespół wrocławskich naukowców pod kierownictwem dr. Dariusza Białego z tamtejszego Uniwersytetu Medycznego oraz prof. Wiesława Stręka z Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu.

 

Chodzi m.in. o zastosowanie powłoki grafenowej w tzw. stentach naczyniowych, czyli przypominających sprężyny "rusztowaniach" ze stali lub stopu chromowo-kobaltowego, umieszczanych wewnątrz naczynia krwionośnego podczas zabiegu angioplastyki (poszerzania naczyń krwionośnych zwężonych lub zamkniętych z powodu choroby).

 

Dodatek grafenu może spowodować, że urządzenia medyczne takie jak stenty, sztuczne zastawki serca, cewniki czy elektrody stymulujące będą lepiej tolerowane przez ludzki organizm.

 

Zastosowanie w obronności

 

ITME pracuje również nad innymi praktycznymi zastosowaniami grafenu, istotnymi m.in. dla obronności państwa.

 

- W ramach programu OPTIGRAF opracowano funkcjonujące modele okien optycznych z przezroczystą grafenową warstwą grzewczą. Skonstruowane okna realizują założone funkcje grzania oporowego przy wysokiej transmisji światła w paśmie widzialnym i podczerwieni - powiedział dr Grzegorz Gawlik z Zakładu Badań Mikrostrukturalnych ITME.

 

- Opracowano także konstrukcje okien z warstwą grafenową wklejoną pomiędzy warstwy szkła, dzięki czemu okna takie są odporne na warunki środowiskowe i zabiegi konserwacyjne. Tego typu rozwiązanie może mieć zastosowanie na potrzeby wojska, motoryzacji lub urządzeń optoelektronicznych - dodał Gawlik.

 

Oprócz spółki Nano Carbon, partnerem projektu był Polski Holding Obronny.

 

Zastosowanie w elektronice

 

W 2015 r. rozpoczął się dwuletni projekt GRAPHICA. Celem projektu jest opracowanie zastosowania grafenu w technologii krzemowej. Jednowarstwowy węgiel ma pomóc w pokonaniu fizycznych ograniczeń wynikających z miniaturyzacji rozmiaru tranzystorów w układzie scalonym.

 

"Są już pierwsze pozytywne rezultaty, ale do przemysłowego ich wykorzystania jeszcze długa droga. Niemniej, ze względu na szerokie zastosowanie gospodarcze (wartość rynku krzemowej elektroniki to setki miliardów dolarów), prowadzone prace wzbudzają wielkie zainteresowanie" - twierdzi Włodzimierz Strupiński, kierownik Zakładu Epitaksji i Charakteryzacji ITME.

 

Projekt GRAPHICA tylko do pewnego stopnia ma znaczenie dla polskiej gospodarki. "Ze względu na brak produkcji elektronicznej w kraju, rolę ITME i polskich przedsiębiorstw typu Nano Carbon upatruje się w części związanej z technologią grafenu - opracowaniem know-how i produkcją dla gigantów elektronicznych na świecie" - uważa Strupiński.

 

Zabezpieczanie dokumentów

 

Instytut wraz z Wydziałem Mechatroniki Politechniki Warszawskiej opracował w ramach projektu GRAFINKS pasty przewodzące na bazie grafenu możliwą ich aplikacją do zabezpieczania dokumentów. Partnerem przemysłowym realizowanego do 31 grudnia 2015 r. projektu była Polska Wytwórnia Papierów Wartościowych.

 

- Opracowane pasty przewodzące są wykorzystywane w dalszych pracach badawczych, przede wszystkim do celów biologicznych i medycznych oraz do czujników wykorzystywanych w tzw. internecie rzeczy. Ale również do wytwarzania przezroczystych grzałek, elastycznych rezystorów do mikroukładów, ścieżek przewodzących w elementach elektroniki drukowanej itp. - mówi prof. Małgorzata Jakubowska z Zakładu Materiałów Grubowarstwowych ITME.

 

Zdaniem kierownika Zakładu Inżynierii Powierzchni i Obróbki Cieplnej w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej prof. Piotra Kuli, kiedy pojawią się pierwsze rzeczywiste rozwiązania z zastosowaniem grafenu, będzie musiał być on produkowany na skalę przemysłową. 

 

- Obszar, który cały czas kontynuujemy, to skalowanie produkcji grafenu do produkcji wielkoseryjnej tak, żeby w krótkim czasie, za rozsądną cenę produkować - jak ja to mówię - kilometry kwadratowe grafenu dobrej jakości. I te prace krok po kroku się posuwają - podkreślił prof. Piotr Kula.

 

Czym jest grafen?

 

Grafen to jedna z odmian węgla. Jest jednym z pierwszych, odkrytych i stabilnych dwuwymiarowych materiałów. Jego struktura przypomina plaster miodu.

 

To obecnie najcieńszy, najlżejszy i najmocniejszy odkryty przez człowieka materiał. Świetnie przewodzi elektryczność oraz ciepło i jest bardzo elastyczny. Naukowcy uznają, że grafen jest ponad dwustukrotnie wytrzymalszy od stali, chociaż składa się wyłącznie z jednej warstwy atomów węgla.

 

Membrana z grafenu nie przepuszcza gazów, w tym atomów helu, a w wyniku prostej obróbki materiał ten może zmienić się z doskonałego przewodnika w doskonały izolator. Ponadto możliwości wykorzystania grafenu są niemal nieograniczone.    
 
Dlaczego do tej pory nie był wykorzystywany?

 

Do niedawna główną przeszkodą w pracach i badaniach nad grafenem był wysoki koszt jego produkcji i wykorzystywanie w tym procesie toksycznym materiałów. Grafen otrzymywany starą metodą często okazywał się poza tym wątpliwej jakości.

 

naukawpolsce.pap.pl, innpoland.pl, polsatnews.pl