Grafen – dla przedsiębiorców z wizją

Owszem, tyle że metody odzyskiwania grafenu z grafitu sprawiają, że występuje on jako surowiec, w formie małych rozdrobnionych płytek. W materiale takim jest więcej węglowego pyłu niż grafenu. Stopień zanieczyszczenia takiego materiału jest tak duży, że odzyskanie właściwego surowca, jest nieopłacalne, tym bardziej, jeśli myślimy jak my, o produkcji grafenu na skalę przemysłową.

Postanowiłem sam go stworzyć.

Wraz z zespołem naukowców z Politechniki Łódzkiej udało nam się odkryć możliwości zarodkowania i wzrostu grafenu na ciekłym podłożu, a konkretnie na doprowadzonej do stanu płynnego miedzi. To pozwoliło nam uzyskać grafen, bardzo wysokiej jakości, wartościami najbardziej zbliżony do grafenu teoretycznego czyli tego, za który w 2010 r. Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow otrzymali Nagrodę Nobla.

W skali. Im się udało opisać właściwości grafenu w skali mikro. My natomiast, chcąc wykorzystać znakomite cechy tego materiału do produkcji przemysłowej, musieliśmy uzyskać materiał w skali makro. Kiedy mówimy o makro, okazuje się, że uzyskanie w tej skali naprawdę dobrej jakości produktu nie jest już takie proste. Choć nam się to udało. Dziś jesteśmy w stanie produkować grafen na potrzeby półprzemysłowe, w płachtach o wielkości 1 m 2. Ale żeby mówić o skali przemysłowej musielibyśmy móc produkować minimum 15, 20 m 2 dziennie, tak by gdy ktoś zamówi u nas 100 m grafenu nie czekał na realizację zgłoszenia całe wieki. Dążymy do tego, ale oczywiście ogranicza nas budżet.

W napoleońskich czasach pytano: „dlaczego miasto się poddało?”. Miasto poddało się, bo nie było armat. W kwestii innowacji w Polsce można powiedzieć to samo. Grant, jaki otrzymaliśmy, faktycznie posunął nieco nasze prace nad grafenem do przodu, ale proszę mi wierzyć, że to kropla w morzu potrzeb, jeśli planuje się wyjść z polskim grafenem w świat. W ramach programu GrafTech Narodowe Centrum Badań i Rozwoju przyznało w sumie granty na kwotę 60 mln zł. Problem w tym, że te pieniądze zostały rozproszone, trafiając do instytucji, które nie były w stanie dokonać istotnych osiągnięć badawczych,. Dlatego według mnie sprawą nadrzędną teraz jest selekcja instytucji, ośrodków, które mają szansę prężnie posuwać się do przodu w pracach nad omawianym materiałem przyszłości, od tych, które co najwyżej mogą się pokusić o badania przyczynkowe. Inaczej możemy pogrzebać swoją szansę na bycie konkurencyjnym grafenowo państwem na światowych rynkach.

Co więcej produkcja CVD jest technicznie tańsza niż nasza. Rzecz w tym, że jakość naszego grafenu jest nieporównywalnie wyższa. Nasz grafen jest monokrystaliczny, doskonale płaski, uzyskuje pięć razy lepsze rezultaty w testach na rozciąganie w porównaniu z grafenem CVD, można go łatwo wielokrotnie transferować na różne podłoża i nie odkształca się pod wpływem obciążeń termicznych. To najwyższej jakości grafen, a taki jak mówią, ceny się nie boi. I choć koszt produkcji naszego grafenu na razie jest wysoki, kupują go już od nas laboratoria badawcze. Gdybyśmy jednak zaczęli go produkować na skalę przemysłową, z pewnością i cena poszłaby w dół.

AGP jest spółką spin-off Politechniki Łódzkiej, a ja jednym z jej założycieli, który twierdził i twierdzi, że uczelnia nie jest od tego, aby coś produkować, ale żeby prowadzić badania. Dlatego powstanie spółki, która sprawiłaby, że dokonania naukowców zobaczą światło dzienne, było kolejnym i jak dla mnie oczywistym krokiem, który należało zrobić, żeby ruszyć z miejsca.

My to rozumiemy i podejmujemy działania konsolidacyjne. AGP ma plany na przyszłość i łączy wiedzę i dokonania wiodących w Polsce graczy w badaniach nad grafenem ITME, Politechniki Łódzkiej oraz Politechniki Warszawskiej, z biznesem. Główną rolą spółki jest komercjalizacja naukowych osiągnięć.

Co do rakiety, to powiem od razu, że grafen w niej to tylko chwyt marketingowy, a nie faktycznie składnik nadający jej jakieś wyjątkowe właściwości. Z kolei jeśli chodzi o pojawienie się grafenowych produktów, zwłaszcza w tak wyczekiwanej branży elektronicznej, to tu jednak chciałbym ostudzić zapał co niektórych osób, bo przy takich projektach od pomysłu do aplikacji potrzeba zwykle około 10 lat, a żeby rozwinąć aplikację do skali przemysłowej, tak by usłyszał o niej świat, nierzadko schodzi i lat 20.

To zależy. My takich znajdujemy. To ci, którzy rozumieją, że inwestycje w innowacje są inwestycjami wysokiego ryzyka i wymagają wizji, długofalowego spojrzenia i działania. Niosą ze sobą ryzyko, ale też i szansę naprawdę dużych wygranych. W innowacjach musimy pamiętać o jeszcze jednej szalenie istotnej i kosztownej zasadzie. Chcąc być innowacyjnym, nie można gonić świata (naśladować i ulepszać to, co zrobili inni), lecz przed nim uciekać (wyprzedzać go). Dziś grafen proszkowy (red. – kiepskiej jakości) próbuje się dodawać do kompozytów, do gumy i nazywa się to komercjalizacją grafenu. Bzdura! Sadzę do gumy dodaje się już od ponad 100 lat, więc to naprawdę nic nowego. Na sukces komercyjny grafenu musimy jeszcze chwilę poczekać, ale z pewnością będzie to sukces na wielką skalę. Ale doświadczą go przede wszystkim Ci, którzy w grafen zainwestują już dziś.

Ta i inne, w których lekkość kompozytów służących do wykonania produktu końcowego (np. ramy roweru), ma kluczową wagę.

Grafenowe ekrany dotykowe w smart fonach, gra fenowe procesory, baterie, tranzystory i wszystko działa płynniej, szybciej i jest wielokrotnie bardziej wytrzymałe niż wszystkie obecne dziś na rynku materiały znane w tej branży. Grafen uważa się za materiał idealny do budowy Nano i mikroelektroniki przyszłości.

O grafenie w tej branży myśli się głównie w kontekście odzieży ochronnej, typu kamizelki kuloodporne. Ale z pewnością branża odzieży i sprzętu sportowego szybko może znaleźć grafenowi należyte miejsce w swojej domenie. Być może także i legenda o czapce niewidce stanie się rzeczywistością. Niewidzialne hełmy z grafenu? Czemu nie?

Sekwencjonowanie DNA, wewnątrzustrojowy transport leków, korekcja siatkówki, wspomaganie terapii antynowotworowej, poprzez zwiększeniem efektywności działania promieniowania na chore tkanki czy w końcu mikrotranzystory wspomagające pracę serca, implanty czy sztuczne mięśnie, to tylko kilka z wielu zastosowań jakie już dziś widzi dla grafenu medycyna i jej pokrewne dziedziny.

Dzięki grafenowi, który w zasadzie jest nieprzepuszczalny dla innych substancji z wyjątkiem wody, problem braku zdatnej do picia wody na świecie może zostać rozwiązany. Już dziś bardzo poważnie myśli się o grafenie jako tańszej od obecnych i łatwiejszej alternatywie odsalania wody morskiej poprzez gra fenowe filtry.

Lekkość i wytrzymałość, to właściwości materiałów szczególnie cenione w lotnictwie. Grafen, który posiada te cechy, może posłużyć branży lotniczej do konstruowania ultralekkich i mocnych pojazdów powietrznych.

Tak naprawdę trudno znaleźć branżę, w której nie znalazłoby się zastosowanie dla grafenu. Pytanie więc, dlaczego wciąż tak niewiele z nich eksperymentuje z grafenem? A co najważniejsze dlaczego z eksperymentowania tych, którzy na grafen postawili, tak niewiele jeszcze widać praktycznych zastosowań tego super-materiału?