Newsy

Polscy naukowcy odgrywają ważną rolę w rewolucji grafenowej. Pracują nad udoskonaleniem metody uzyskiwania grafenu płatkowego

2018-01-10  |  06:05
Mówi:Michał Woluntarski
Funkcja:kierownik Pracowni Grafenu Chemicznego
Firma:Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
  • MP4
  • Grafen to wciąż młody materiał, który znajduje zastosowanie w kolejnych branżach. Jest wytrzymały, doskonale przewodzący ciepło i elektryczność, a przy tym bardzo elastyczny. W rewolucji grafenowej poważną rolę odgrywają Polacy. Naszym naukowcom udało się opracować metodę wytwarzania grafenu płatkowego na skalę przemysłową. Już teraz znajduje zastosowanie m.in. w sporcie wyczynowym.

    – Grafen płatkowy to odmiana dwuwymiarowego kryształu węgla, czyli grafenu, który jest otrzymywany z grafitu. W odróżnieniu od grafenu epitaksjalnego jest to materiał objętościowy, czyli możemy uzyskać cały pojemnik takiego grafenu, w przeciwieństwie do warstwy, którą jest grafen epitaksjalny – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Michał Woluntarski, kierownik Pracowni Grafenu Chemicznego w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych.

    Grafen to dwuwymiarowy kryształ węgla, przypominający kartkę papieru – ma długość i szerokość, ale nie ma grubości. Jego siatka atomowa przypomina plaster miodu. Z niezwykłej budowy wynikają pewne właściwości. Jest to materiał wytrzymały, doskonale przewodzący ciepło i elektryczność, a przy tym bardzo elastyczny. Pojedyncza warstwa grafenu jest praktycznie przezroczysta, zatrzymuje około 2 proc. światła.

    – Jeśli zrobilibyśmy płachtę z grafenu o rozmiarach makroskopowych, centymetrowych, ona by się nam bardzo łatwo przerwała. Makroskopowo ten materiał nie jest tak wytrzymały, jak wszyscy mówią, ale grafen płatkowy można zastosować jako wzmacniacz dzięki temu, że jego płatki są mikrometryczne lub nanometryczne. Te właściwości, które są w skali nano, zostają w tej skali, a płatki rozsiane w całym materiale wzmacniają go lub zmieniają inne jego cechy – tłumaczy ekspert.

    Nowy materiał już znajduje zastosowanie, choć na razie w węższej skali. Chodzi przede wszystkim o głównie hobbystyczne, wysoko wyspecjalizowane dziedziny, jak np. sport wyczynowy czy ekstremalny. Kaski lub ramy rowerowe z dodatkiem grafenu są dużo lżejsze a jednocześnie równie wytrzymałe, jak konkurencyjne produkty. Grafen płatkowy wytwarzany przez zespół dr inż. Ludwiki Lipińskiej jest także stosowany jako dodatek do polimerów, m.in. filamentów do druku 3D.

    Wdrażanie technologii grafenowych dokonuje się także na innych polach. Firmy takie jak Samsung czy Huawei wprowadzają już prototypowe akumulatory oparte na różnych technologiach grafenowych. Tak zmodyfikowane magazyny energii mogą pracować przy wyższej temperaturze, będą się szybciej ładować lub mogą mieć większą pojemność.

    – Przyszłość maluje się obiecująco. Tych zastosowań jest parę na horyzoncie, nie wiemy, które z nich będzie kołem zamachowym. Być może będą to ogniwa słoneczne, być może będzie to właśnie wzmacnianie materiałów, a być może będą to zastosowania w medycynie, gdzie grafen będzie używany do transportu leków albo terapii antynowotworowej – mówi Michał Woluntarski.

    Choć grafen cieszy się coraz większą popularnością, to w ciągu najbliższych 10–15 lat nie zastąpi choćby np. krzemu w elektronice. Jak zauważa ekspert są jednak dziedziny, w których technologie bazujące na grafenie stopniowo wypierają dotychczasowe rozwiązania.

    Polscy specjaliści z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych mają już duże osiągnięcia zarówno w pracach nad innowacyjnymi technologiami otrzymywania grafenu o określonych właściwościach, jak i jego wykorzystaniem w konkretnych przypadkach. Dzięki dużemu doświadczeniu pracownicy instytutu są otwarci m.in. na współpracę z przedsiębiorcami i przedstawicielami przemysłu.

    – Znajdujemy takie miejsca, w których wspólnie z polskim przemysłem moglibyśmy zrobić jakąś innowację, która byłaby zauważalna w Europie. Taką niszą będą np. ogniwa fotowoltaiczne, tutaj współpracujemy z firmą FreeVolt. Rozwiązania, które ta firma proponuje, są naprawdę innowacyjne, nie tylko na skalę polską, europejską, lecz także światową – zauważa kierownik Pracowni Grafenu Chemicznego w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych.

    Czytaj także

    Kalendarium

    31 sierpnia
    4 września

    Energetyka

    Miasta będą zasilane zieloną energią z przezroczystych paneli słonecznych montowanych w oknach domów i wieżowców

    Naukowcy od kilku lat pracują nad stworzeniem przezroczystych paneli fotowoltaicznych, które pozwolą jednocześnie przepuszczać światło widzialne oraz pobierać energię z promieni słonecznych. Jednym z prekursorów tej technologii jest polska firma. Opracowane przez nią panele z wykorzystaniem kropek kwantowych są całkowicie przezierne, szczelne termicznie i mogą filtrować szkodliwe promieniowanie UV, jednocześnie dostarczając prąd. Zamontowane na oknach domów i wieżowców, mogłyby zasilić energią całe miasta.

    XXVIII Forum Ekonomiczne

    Technologie

    Europejskie laboratorium sztucznej inteligencji zwiększy konkurencyjność Europy w tym zakresie. Do programu może jeszcze przyłączyć się Polska

    W Europie przyspieszą prace nad sztuczną inteligencją. Powstanie Europejskiego Laboratorium Uczących się i Inteligentnych Systemów pozwoli zwiększyć inwestycje oraz połączyć siły między ośrodkami akademickimi. ELLIS miałby główne ośrodki w kilku krajach, każdy zatrudniałby setki najlepszych specjalistów. Dzięki temu Europa ma szansę utrzymać się w czołówce badań nad sztuczną inteligencją. Co roku na aktywizację działań w obszarze sztucznej inteligencji Europa chce przeznaczyć 20 mld euro. W tej chwili liderami w zakresie badań nad SI są Stany Zjednoczone i Chiny.

    Gry i aplikacje

    Gry mobilne i darmowe to aktualnie główne trendy na rynku. VR wciąż mało popularne, ale z szansami na wielką rewolucję

    Coraz bardziej zaawansowane smartfony i coraz większa dostępność darmowych gier z płatnościami wewnątrz aplikacji powoduje, że gry mobilne i darmowe to dwa największe trendy w branży. Systematycznie rośnie popularność wirtualnej rzeczywistości, ale wciąż jest to przyszłość rynku gier, a nie teraźniejszość. Eksperci podkreślają, że potrzebna jest większa dostępność i bardziej zaawansowane gry, aby VR mogła zrewolucjonizować branżę. Ważnym ogniwem w rozwoju rynku są polscy producenci gier.