Podczas czwartkowej konferencji prasowej w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie przedstawiciele placówki mówili o potencjale komercjalizacyjnym "polskiego grafenu". – Jesteśmy wiodącą w Polsce jednostką, która specjalizuje się w technikach produkcji grafenu – powiedział dyrektor ITME dr hab. Zbigniew Matyjas.

Grafen to atomowej grubości płaska struktura złożona z atomów węgla, ułożonych w sieć przypominającą plaster miodu. Taka cienka i niewidoczna gołym okiem węglowa "błona" jest niezwykle wytrzymała (w skali atomowej – bardziej wytrzymała niż stal), elastyczna, przezroczysta, przewodzi ciepło i prąd. W 2010 r. za odkrycie grafenu przyznano Nagrodę Nobla.

W ITME trwają prace nad dwoma rodzajami grafenu: to grafen płatkowy i foliowy. Dr hab. Katarzyna Pietrzak, wicedyrektor ITME wyjaśniła, że każdy z tych rodzajów jest inaczej produkowany i znajduje zastosowanie w innych rozwiązaniach. Grafen foliowy ma postać większych arkuszy grafenu –jednoatomowej grubości błon, które osadzane są na materiałach takich jak miedź tzw. metodą epitaksji. Takie struktury mają potencjał, by stosować je w elektronice. Grafen płatkowy natomiast jest produkowany metodami chemicznymi z grafitu. Taki materiał można dodawać do ceramiki, żywic, metali czy tworzyw sztucznych, aby zmieniać ich właściwości – np. zwiększać wytrzymałość.

– Grafen płatkowy na pewno będzie skomercjalizowany. Co do tego nie mam najmniejszych wątpliwości. I będziemy w tym mieli bardzo duży udział – powiedział dyrektor ITME.

Prof. Pietrzak zaznaczyła, że grafenu płatkowego nie potrzeba dużo, by poprawić właściwości określonego materiału. Do wyprodukowania tony narzędzi skrawających potrzeba zaledwie kilku dekagramów płatków grafenu. Badaczka wskazała, że grafen wypełniający 50-litrową beczkę waży zaledwie kilogram. – Nie jest tak, że trzeba produkować setki ton grafenu. Znacząca produkcja to już produkcja w kilogramach – powiedziała.

Placówka współpracuje już teraz z kilkunastoma firmami w Polsce w zakresie produkcji konkretnych wyrobów z grafenem płatkowym. Ta współpraca dotyczy m.in. wykorzystania tego materiału nowej generacji w produkcji do narzędzi skrawających z dodatkiem diamentu albo wyrobów gumowych, które dzięki grafenowi stają się nawet 2-3 razy odporniejsze na rozrywanie. Innowatorzy zastanawiają się też nad wykorzystaniem smarów grafenowych czy nad nowymi systemami chłodzenia z użyciem cieczy z dodatkiem grafenu. Firma z Niemiec jest natomiast zainteresowana wykorzystaniem grafenu z ITME w farbie antykorozyjnej.

Przedstawiciele ITME, dopytywani o konkretne nazwy firm, z którymi współpracują, nie chcieli zdradzać szczegółów, zasłaniając się umowami o poufności.

Jeśli chodzi o grafen foliowy, prof. Pietrzak oceniła, że z nim jest większy problem, bo w Polsce nie ma dobrze rozwiniętego przemysłu elektronicznego. – Nawet jeśli będziemy w stanie wytworzyć coś super, to nikt od nas tego nie weźmie – oceniła.

Naukowcy z ITME mają pomysł, jak grafen foliowy wykorzystać. Ich sztandarowym pomysłem jest hallotron grafenowy – czujnik pola magnetycznego. Dr inż. Grzegorz Gawlik, kierownik działu komercjalizacji ITME wyjaśnił, że czujniki pola magnetycznego stosuje się np. w silnikach spalinowych. Dzięki grafenowi polski czujnik ma być odporny na skrajne temperatury – mógłby więc działać i w ciekłym azocie, i w temperaturach rzędu 500^oC. – Żaden półprzewodnikowy przyrząd nie wytrzymuje takiego przedziału temperatur (...). Otwiera to nowe pola zastosowań – ocenił dr Gawlik. Wyraził nadzieję, że rozwiązanie wykorzystywać będzie można np. w zastosowaniach dla kriogeniki, nadprzewodnikach, piecach hutniczych czy gorących częściach silnika. Pracownicy ITME nadmienili, że przetestowaniem rozwiązań zainteresowana jest firma WPsensors z Zielonej Góry.

Zbigniew Matyjas opowiedział o budżecie swojej jednostki. – Sytuacja finansowa instytutu jest bardzo stabilna. W instytucie mieliśmy w latach 2015-2016 krótki epizod problemów natury ekonomicznej, ale on jest za nami – poinformował. Pokazał statystyki, z których wynikało, że w 2015 r. ITME poniósł straty rzędu 6,4 mln zł, a 5,5 mln zł – w roku 2016. W kolejnych latach odnotował zyski. Zysk netto w 2017 r. wyniósł 15,2 mln zł, a w 2018 r. 0,4 mln zł.

W 2011 r. Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych opracował technologię pozyskiwania dużych struktur grafenowych. W tym samym roku powołana została spółka z o.o. Nano Carbon, która miała zająć się komercjalizacją grafenu – promocją i przygotowaniem produkcji na skalę przemysłową grafenu w różnych postaciach i w połączeniu z miedzią i niklem. Spółka miała zarabiać m.in. na sprzedaży grafenu i materiałów mu pochodnych. Udziałowcami spółki zostały Polska Grupa Zbrojeniowa i KGHM Towarzystwo Funduszy Inwestycyjnych.

Raport Najwyższej Izby Kontroli opublikowany pod koniec lutego br. wskazuje jednak, że w działaniu NanoCarbon pojawiły się liczne nieprawidłowości. W ocenie NIK są one nieusuwalne i prowadzą do upadku spółki. W komunikacie NIK wskazano, że produkcji grafenu zaprzestano przez przedwczesne, nieuzasadnione dokapitalizowanie spółki Nano Carbon i niegospodarność. – Jedynie szybkie zakończenie wyprzedaży majątku trwałego oraz decyzja o ewentualnej kontynuacji programu przez inny podmiot może ograniczyć rosnące straty – piszą kontrolerzy. O problemach spółki pisaliśmy także na łamach naszego portalu. 

Przedstawiciele ITME pytani byli, jakie są związki ITME ze spółką NanoCarbon. – Z punktu widzenia zamówień publicznych nie mamy powiązań ani personalnych ani kapitałowych – odpowiedział dyrektor instytutu.

Jak jednak dodał, kiedyś istniało powiązanie personalne – członkiem zarządu NanoCarbon był dr Włodzimierz Strupiński, z którym ITME rozstał się w listopadzie 2017 r. Dyrektor powiedział też, że ITME wraz ze spółką NanoCarbon realizował 4 projekty badawcze, ale z tego, co mu wiadomo, są one już wszystkie zakończone. Dodał jednak, że w związku z zawartymi lata temu umowami spółka NanoCarbon ma w laboratoriach ITME piece ważące kilka ton. Rozmontowanie tych urządzeń musiałoby się wiązać z wyburzeniem ścian w ITME. Na urządzeniach tych wstrzymane są prace technologiczne – poinformował.

Jak wyjaśnił Zbigniew Matyjas, w spektrum zainteresowań NanoCarbon, zwłaszcza jeśli chodzi o zakup urządzeń, był raczej grafen foliowy, a nie płatkowy. 

Źródło: PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

Fot. PAP/Tomasz Gzell 29.01.2013