W grudniu polscy naukowcy z ITME przy współpracy z firmą SecoWarwick stworzyli maszynę do masowej produkcji grafenu, która wytwarza płaty materiału o rozmiarach 50x50 centrymetrów. Jednak dwa miesiące wcześniej świat obiegła wiadomość o innym, również masowym sposobie produkcji nanomateriału. Jego autorem jest firma Cambridge Nanosystems, którą zakładał między innymi... doktor Krzysztof Kozioł. Pracę magisterską z chemii bronił na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. Firma nawiązała już współpracę z producentami samochodów i samolotów, a niedługo może zbudować ogromną fabrykę w Malezji.
Wiedza ze studiów
Doktor Krzysztof Kozioł zainteresował się nanomateriałami już na pierwszym wykładzie na studiach w Gliwicach. – Profesor opowiadał wtedy o nanoprzewodnikach, o wiele mocniejszych od jakichkolwiek stosowanych wtedy przewodników – mówi Kozioł. Było to w 1996 roku, w czasach, gdy o nanomateriały nie były jeszcze zbyt popularne w nauce. W pierwszej połowie lat 90. powstało może kilkadziesiąt prac naukowych na ich temat. Obecnie powstaje ich paręnaście tysięcy rocznie.
W trakcie studiów na Politechnice Śląskiej w Gliwicach Krzysztof Kozioł trafił do kilku zagranicznych uczelni, m.in. do londyńskiego King's College czy uniwersytetu w niemieckiej Kilonii. Prowadził tam badania nad nanomateriałami i nanostrukturami polimerowymi. – Gdy po obronie pracy magisterskiej i dostałem ofertę badań nad nanorurkami węglowymi w Cambridge nie musiałem się nawet zastanawiać – mówi.
Nauka i biznes
W Cambridge doktoryzował się z nanorurek polimerowych i wykładał o nanomateriałach. Obecnie jest między innymi dyrektorem działu nauczania nauk przyrodniczych (Natural Sciences) i badań materiałowych (Materials Science), ale oprócz imponującej kariery naukowej osiągnął również liczne sukcesy w komercjalizacji badań. Pierwszą firmę zakładał w Malezji.
– Po jednym z wykładów na temat chemii na Petronas University of Technology w Malezji podeszło do mnie dwóch panów. Okazało się, że mają problem w produkcji materiałów wspomagających wzrost warzyw i roślin. Nasza rozmowa była podstawą do stworzenia Advanced Green Nanotechnologies. Opracowaliśmy preparat na podstawie wyciągu z krewetek, który pomaga roślinom rosnąć i je chronić – mówi Kozioł. Francuska plantacja ziemniaków zaobserwowała dzięki ich preparatowi minimum 20 proc. wyższe zbiory.
Oprócz Advanced Green Nanotechnologies w CV doktora znaleźć można między innymi: Energy Fluids, Cambridge Solar Nanotechnology, Cambridge Advanced Metal, czy przede wszystkim Cambridge Nanosystems. – Zauważyłem, że w zakładaniu firm przez naukowców najważniejsza jest motywacja i chęć, by dana innowacja, wynalazek czy technologia były używane na co dzień. Oczywiście nie wszystkie badania jest równie łatwo skomercjalizować. Wielu naukowców pracuje nad teoriami i prowadzi badania tylko po to, by pokazać, że mogą to zrobić. Dobry naukowiec może mieć tysiące dobrych pomysłów, ale komercjalizacja choćby jednego z nich jest o wiele trudniejsza – mówi Kozioł.
Doktorowi pomogły na pewno wypracowane przez lata kontakty, ale nie bez znaczenia są również dotychczasowe sukcesy zakładanych przez niego firm. – Jeśli samemu nie ma się doświadczenia, do komercjalizacji warto zatrudnić specjalistów – mówi.
Węglowe pieniądze
Obecnie doktor Kozioł zajmuje się komercjalizacją grafenu. Ich innowacyjna metoda pozwala produkować materiał na masową skalę. – Opracowaliśmy proces łączenia atomów węgla z materiałów gazowych, na przykład z metanu, z płatkami grafenowymi. Nie potrzebujemy do tego rozpuszczalników, w tym wody, lub innych materiałów. Do rozbicia gazu na strukturę atomową węgla wykorzystujemy jedynie specjalną plazmę – informuje doktor.
Bardzo często, gdy do produkcji grafenu wykorzystuje się inne materiały, chociażby mydło, ich cząsteczki zostają w strukturze otrzymanej substancji. Utrudnia to wykorzystanie materiału. – Dzięki naszej metodzie nie musimy również polegać na graficie, a co za tym idzie na państwach, w których istnieją największe jego kopalnie – mówi Kozioł i dodaje, że często w celach naukowych kupuje grafen z innych źródeł. – Często trafiam wtedy właśnie na grafit albo węgiel aktywny – zaznacza.
Coś z (prawie) niczego
W założeniach proces wytwarzania grafenu przez Cambridge Nanosystems jest prosty i jednostopniowy. Po połączeniu atomów węgla z gazu z płatkami grafenowymi w specjalnych reaktorach otrzymują od razu materiał gotowy do sprzedaży w postaci proszku. – Obecnie jesteśmy w stanie wytworzyć kilogram grafenu na godzinę, ale przenosimy się właśnie z laboratorium do dużej fabryki w Cambridge. Nasz proces jest łatwo skalowany. Możemy ustawić więcej reaktorów i momentalnie zwiększyć produkcję – mówi doktor Kozioł.
Co ciekawe, produktem ubocznym wytwarzania w Cambridge grafenu z metanu jest wodór. – Zaczynamy zastanawiać się nad sposobami wykorzystania i jego. Może będziemy go łapać i sprzedawać w butlach? – zastanawia się Kozioł.
Megafabryka
Cambridge Nanosystems zastanawia się również na zbudowaniem fabryki w Malezji. – Dostaliśmy taką propozycję i jest ona kusząca. – Mam już doświadczenie w prowadzeniu tam biznesu. Są tam bardzo niskie opłaty za energię, gaz lub wodę, a w kraju podczas prac wydobywczych spala się bardzo dużo biogazu, czyli gazu gorszej jakości. Moglibyśmy wykorzystać go właśnie do tworzenia grafenu i produkować tysiące kilogramów materiału rocznie.
Okazuje się jednak, że sprzedaż grafenu nie jest taka łatwa, bo przemysł boi się nowego materiału. – Zaczęliśmy nawiązywać współpracę z firmami, by samodzielnie pomóc im w znalezieniu zastosowania dla grafenu. Obecnie wdrażamy materiał w jednej z największych firm samochodowych i kończymy badania w dużej firmie produkującej samoloty. Taki model współpracy przynosi bardzo dobre rezultaty – mówi doktor.