Grafen - technologia opatentowana i co dalej?

Technologia produkcji grafenu opatentowana przez polską firmę Advanced Graphene Products na nowo rozbudziła wizje Polski jako potęgi w tej dziedzinie. Czy będziemy potrafili wykorzystać ten potencjał?

Naukowcy z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej opracowali technologię wytwarzania grafenu metalurgicznego o wysokiej wytrzymałości HSMG (High Strength Metallurgical Graphene), która pozwala na uzyskanie materiału z bardzo małą liczbą defektów. Technologia uzyskała już ochronę patentową w USA i Unii Europejskiej. 

- 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 – mówi prof. Piotr Kula, kierujący zespołem naukowców, którzy ją opracowali. 

Naukowcy z Politechniki Łódzkiej pracują również nad zastosowaniem grafenu do przechowywania wodoru, jako paliwa oraz w czujnikach i filtrach wody. Wcześniej, w 2011 roku nową technologię wytwarzania grafenu opracowali naukowcy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych.

Grafen - przezroczysty materiał o grubości jednego atomu - może być wykorzystany praktycznie we wszystkich dziedzinach 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. Jego odkrywcy - Andre Geim i Konstantin Novoselov - w 2010 roku otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki.

Polscy naukowcy potrafią wytwarzać grafen w metrach kwadratowych, co umożliwia jego produkcję na skalę przemysłową. Instalacja do produkcji grafenu HSMG w takiej skali znajdzie się na terenie Parku Naukowo Technologicznego Uniwersytetu Zielonogórskiego, gdzie mieści się nowa placówka firmy Advanced Graphene Products.

Profesor Andrzej Pawlak, wybitny polski ekspert w dziedzinie wdrażania innowacji i autor wielu amerykańskich patentów podkreśla, że miarą sukcesu Polski będzie nie tylko sama technologia wytwarzania grafenu o wysokiej wytrzymałości, ale przede wszystkim sposób wykorzystania uzyskanej przez naukowców łódzkich, nowej, wysokowytrzymałościowej funkcji grafenu w kluczowych zastosowaniach.

- Jeśli łódzcy naukowcy będą równolegle pracować nad unikalnymi, niszowymi zastosowaniami wykorzystującymi nowo uzyskaną funkcję grafenu i zabezpieczą globalnie ich wartość intelektualną właściwie sformułowanymi zastrzeżeniami patentowymi, to wezmą udział w podziale światowych zysków całego obszaru grafenu – mówi prof. Pawlak.

Ale póki co pod tym względem Polska nie ma zbyt wielu osiągnięć. Profesor Pawlak przywołuje jako paralelę historię wytwarzania dysków krzemowych, zwanych żargonowo waflami, będących bazą do wytwarzania procesorów. W przytoczonej przez niego historii w przeszłości ekscytację wywoływały kolejne rekordy wielkości wytwarzanych dysków, a obecnie są one wytwarzane masowo, ich produkcję całkowicie zdominowały firmy tajwańskie, zaś sam koszt dysku stanowi dziś około 5 proc. wartości skonstruowanego na jego bazie procesora.

- Produkcja grafenu, podobnie jak wcześniej dysków krzemowych, prędzej czy później ustabilizuje się w tym sensie, że sam grafen będzie traktowany jak surowiec, zaś największe zyski będą czerpały firmy, które znajdą unikalne zastosowanie tego materiału i zdołają zaspokoić nieujawnione dotąd potrzeby rynku. Chyba nikt nie ma wątpliwości, czy warto mieć udział w wytwarzaniu surowca, czy produktów o istotnym wkładzie intelektualnym, których wartość pieniężna może być około dwudziestokrotnie większa – wyjaśnia Andrzej Pawlak.

Profesor Pawlak w 2012 roku przeprowadził badanie udziału polskich firm i ośrodków badawczych w publikacjach naukowych poświęconych zastosowaniu grafenu oraz w liczbie patentów, w których ten materiał jest wykorzystywany. Wynikało z niego, że nasz wkład intelektualny w tej dziedzinie wynosi nie więcej niż 2-3 proc. Od tamtej pory według niego niewiele się zmieniło. Zwraca on uwagę, że europejskim centrum badań nad zastosowaniem grafenu nie jest Polska. Ośrodkiem koordynującym realizację unijnego programu Graphene Flagship, w którym uczestniczą 142 podmioty z 23 krajów jest Politechnika Chalmers w Goeteborgu (Szwecja). W projekcie uczestniczą trzy polskie organizacje – Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, wyrosła z niego spółka Nano-Carbon oraz Uniwersytet Warszawski. W ramach projektu co roku organizowana jest cykliczna konferencja naukowa Graphene Week (Tydzień Grafenu). Dumą może nas napawać to, że tegoroczna edycja konferencji odbędzie się w czerwcu w Warszawie, ale już mniej powodów do satysfakcji daje lista wiodących ekspertów uczestniczących w konferencji. W 29-osobowym gronie wymienionych jest pięciu przedstawicieli instytucji amerykańskich, po trzech z Chin, Korei, Japonii i Niemiec oraz po dwóch reprezentantów Francji, Szwajcarii, Szwecji, Wielkiej Brytanii i Włoch. Na tej liście jak dotąd nie ma żadnego przedstawiciela Polski.

źródło: PAP, informacje własne

AB