Miliard (euro) w rozumie
Polska myśl techniczna już dawno nie mogła się pochwalić tak spektakularnym osiągnięciem. Jednak odkrycie badaczy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych może nie tylko rozsławić nasz kraj, ale również zrewolucjonizować wiele gałęzi przemysłu. Wszystko za sprawą cieńszych od włosa „płatków” grafenu.
Jeszcze do niedawna grafen, jedna z odmian węgla, była najdroższą substancją świata. Maleńki, mikroskopowy wręcz kawałek jego krystalicznej formy kosztował ponad 1000 dolarów. Kosztował, ponieważ dziś, dzięki pracy polskich badaczy, ceny grafenu zmalały wielokrotnie. To dobra wiadomość, ponieważ materiał ten może zrewolucjonizować przemysł elektroniczny, choć nie tylko.
Jego właściwości fizyczne są tak „bajeczne”, że grafen niedługo może wyprzeć krzem z komputerów, telewizorów i wszelkiej elektroniki. Grafen przewodzi prąd setki razy lepiej niż krzem i pozwala konstruować układy scalone o mocy obliczeniowej setki razy większej niż najpotężniejsze chipy dostępne dziś na rynku.
Grafen, a dokładniej jego struktura, przypomina plaster miodu. Ma grubość zaledwie atomu, zatem materiał ten jest prawie dwuwymiarowy…
Ponadto ten materiał o grubości zaledwie 1–2 atomów (!) jest wytrzymalszy od stali, a jednocześnie tak giętki, że można go rozciągnąć o 20 proc. bez uszkadzania jego struktury. Z tego powodu idealnie nadaje się do konstruowania pojazdów kosmicznych… Jeśli dodamy do tego, że to Polacy mają ogólnoświatowy patent na autorską technologię masowej produkcji niedrogiego grafenu i prawie pewny, 10-letni europejski grant badawczy o wartości miliarda euro, możemy być naprawdę dumni.
Polskie wynalazki
Polacy zasłużyli się dla nauki. Wśród nich są m.in.: wycieraczki, amortyzatory samochodowe i spinacze biurowe Józefa Hofmana, kamizelki kuloodporne Jana Szczepanika i Kazimierza Żeglenia. To przedwojenne osiągnięcia, ale pogłoski o zapaści polskiej nauki są mocno przesadzone – mamy na narodowym koncie kilka świeżych i całkiem spektakularnych sukcesów.
Droga do sukcesu
Od kiedy rosyjsko-brytyjski zespół badaczy (Andre Geim i Konstantin Novoselov) w 2004 roku odkrył grafen – za co otrzymał Nagrodę Nobla – marzeniem naukowców stało się jego otrzymywanie na masową skalę. Cena przemysłowej produkcji tej odmiany węgla była porażająco wysoka i nie pozwalała na stosowanie grafenu w celach komercyjnych. Gdy badaczom z Korei udało się wytworzyć warstwę grafenu o grubości kilku centymetrów, świat fizyków oniemiał z zachwytu. Było to tak wielkie osiągnięcie, że poświęcono mu artykuł w prestiżowym miesięczniku „Nature”. Inna rzecz, że cena grafenu niezmiennie była wysoka. Przełom nastąpił, gdy do prac nad grafenem zabrał się polski zespół badawczy, pod kierownictwem dra inż. Włodzimierza Strupińskiego z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie. Nie wdając się w dość „suche” szczegóły procesu badawczego, naszym naukowcom udało się obmyślić niedrogą i efektywną technologię produkcji dużych płacht grafenu.
To jest biznes
Jak na to odkrycie ze świata nauki zareagował świat biznesu? Prawie natychmiast do polskich badaczy zgłosili się biznesmeni zainteresowani skomercjalizowaniem wyników badań. W tym miejscu należy wziąć głęboki wdech i głośno odetchnąć z ulgą… Dlaczego? Ponieważ nasz – nie bójmy się tego słowa – wiekopomny wynalazek nie został sprzedany za grosze, jak to nieraz już bywało. Polski rząd stanął na wysokości zadania i zdecydował się partycypować w kosztach odkrycia, jednocześnie wspierając naukowców w procesie zdobywania ochrony patentowej. Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przyznało z kolei stołecznym pracownikom ITME specjalny grant. Co więcej, złożono też wniosek do Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego o dofinansowanie rozszerzenia ochrony patentowej na inne kraje. Dzięki tym staraniom, wynalazek wart miliardy dolarów, zyskał ochronę patentową na całym świecie.
Polscy naukowcy potrzebują dodatkowych środków, aby w pełni zgłębić tajniki grafenu i sposobów jego wykorzystania w codziennym życiu. Na szczęście prawie na pewno otrzymają fundusze europejskiego programu Flag Ship. Dzięki niemu nasi badacze dostawaliby co roku, przez 10 lat, po 100 mln euro – łącznie miliard euro na badania. Dzięki tym pieniądzom, Polska mogłaby stać się pierwszą na świecie Równiną Grafenową.
Grafen okiem nauki
W naukowym ujęciu jest to jedna z form węgla. Odkryta w 2004 roku przez brytyjsko-rosyjską grupę badawczą. Grafen zbudowany jest z pojedynczej warstwy atomów węgla tworzących połączone pierścienie sześcioczłonowe i może być uważany za ostatni element szeregu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Ponieważ grubość materiału wynosi jeden atom, tę formę określa się jako dwuwymiarową (dokładniej dwuwymiarową strukturę atomów węgla ułożonych w sieć heksagonalną).
Artykuł pochodzi z archiwalnego wydania „Diners Club Magazine” z 2011 roku. Niektóre dane zostały zweryfikowane i uzupełnione w roku 2016.