- Technologia otrzymywania grafenu, którą Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych wykorzystuje do produkcji, wymaga zastosowania podłoża, na którym grafen można wyhodować - przypomniał prezes Nano Carbon Jacek Augustyn, firmy, która wprowadziła do sprzedaży polski grafen.
- Zespół IMTE robi to na folii miedzianej, z której można przenieść grafen na inny materiał. To nie jest prosta metoda wytwarzania, gdyż potrzebny jest do tego specjalistyczny reaktor wysokotemperaturowy oraz skomplikowana technologia - podkreślił Augustyn.
- Dzięki osiągnięciom naszych naukowców w międzynarodowych projektach badawczych, udaje nam się wytwarzać grafen wielkopowierzchniowy o wymiarach 50 x 50 cm - powiedział dr Włodzimierz Strupiński, kierownik Zakładu Epitaksji i Charakteryzacji ITME.
- A w ramach wcześniej nawiązanej współpracy, firma Nano Carbon sprzedaje arkusze grafenu o wymiarach 30 x 30 cm również wytwarzane w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych - dodał.
Grafen w biomedycynie
Nauka w portalu PolskieRadio.pl
Dzięki swojej gładkiej i równej powierzchni, grafen produkowany w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych będzie mógł być stosowany w biomedycynie.
Badania w tej dziedzinie prowadzi zespół wrocławskich naukowców pod kierownictwem dr. Dariusza Białego z tamtejszego Uniwersytetu Medycznego oraz prof. Wiesława Stręka z Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu.
Pracuje on nad zastosowaniem powłoki grafenowej w stentach naczyniowych, czyli przypominających sprężyny w rusztowaniach ze stali lub stopu chromowo-kobaltowego, umieszczanych wewnątrz naczynia krwionośnego podczas zabiegu angioplastyki (poszerzania naczyń krwionośnych zwężonych lub zamkniętych z powodu choroby).
Dodatek grafenu może spowodować, że urządzenia medyczne takie jak stenty, sztuczne zastawki serca, cewniki czy elektrody stymulujące będą lepiej tolerowane przez organizm.
Jak wskazała dr hab. Katarzyna Pietrzak, zastępca dyrektora ds. naukowych ITME, grafen płatkowy stosowany jest w badaniach nad leczeniem raka mózgu - glejaka, prowadzonych przez zespół prof. Ewy Sawosz-Chwalibóg z SGGW oraz w badaniach nad komórkami macierzystymi prowadzonymi wspólnie z Instytutem Jagiellońskim.
Grafen w służbie państwu
Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych pracuje również nad innymi praktycznymi zastosowaniami grafenu, istotnymi m.in. dla obronności państwa.
- W ramach programu OPTIGRAF opracowano funkcjonujące modele okien optycznych z przezroczystą grafenową warstwą grzewczą - wytłumaczył dr Grzegorz Gawlik z Zakładu Badań Mikrostrukturalnych ITME.
Skonstruowane okna realizują założone funkcje grzania oporowego przy wysokiej transmisji światła w paśmie widzialnym i podczerwieni. Opracowano także konstrukcje okien z warstwą grafenową wklejoną pomiędzy warstwy szkła, dzięki czemu okna takie są odporne na warunki środowiskowe i zabiegi konserwacyjne.
- Tego typu rozwiązanie może mieć zastosowanie na potrzeby wojska, motoryzacji lub urządzeń optoelektronicznych - ocenił Gawlik. Oprócz spółki Nano Carbon, partnerem projektu był Polski Holding Obronny.
Inne zastosowania
W 2015 roku rozpoczął się dwuletni projekt GRAPHICA realizowany w ramach finansowanego przez Unię Europejską konsorcjum M-ERA.NET. W pracach oprócz Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych i Nano Carbonu biorą udział podmioty z Niemiec - Instytut Elektroniki IHP z Frankfurtu nad Odrą i firma Aixtron z Aachen.
Celem projektu jest opracowanie zastosowania grafenu w technologii krzemowej. Jednowarstwowy węgiel ma pomóc w pokonaniu fizycznych ograniczeń wynikających z miniaturyzacji rozmiaru tranzystorów w układzie scalonym.
Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych wraz z Wydziałem Mechatroniki Politechniki Warszawskiej opracował także w ramach projektu GRAFINKS pasty przewodzące na bazie grafenu. Można je wykorzystać do zabezpieczania dokumentów. Partnerem przemysłowym realizowanego do 31 grudnia 2015 roku projektu była Polska Wytwórnia Papierów Wartościowych.
- Opracowane pasty przewodzące są wykorzystywane w dalszych pracach badawczych, przede wszystkim do celów biologicznych i medycznych oraz do czujników wykorzystywanych w internecie rzeczy. Ale również do wytwarzania przezroczystych grzałek, elastycznych rezystorów do mikroukładów, ścieżek przewodzących w elementach elektroniki drukowanej itp - wskazała prof. Małgorzata Jakubowska z Zakładu Materiałów Grubowarstwowych ITME.
W projekcie GRAMCOM, prowadzonym przez zespół dr hab. Katarzyny Pietrzak, opracowano i wytworzono materiały kompozytowe o osnowie srebra lub miedzi z dodatkiem nanoform węgla. Kompozyty na osnowie srebra wykazują wyższą odporność na erozyjne działanie łuku elektrycznego i na erozję niż czyste srebro, co pozwala na ich stosowania jako styki niskonapięciowych łączników elektrycznych.
Druga grupa opracowanych materiałów to kompozyty na bazie miedzi, charakteryzujące się wysoką przewodnością cieplną oraz współczynnikiem rozszerzalności cieplnej dopasowanym do materiału półprzewodnikowego, przeznaczone do laserów i innych układów elektronicznych.
W ramach ustanowionego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju programu wsparcia prac badawczych nad zastosowaniem grafenu Graf-Tech, naukowcy z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z naukowcami z ITME zajmowali się również m.in. opracowywaniem ultraszybkich laserów światłowodowych i czujników pola magnetycznego (GRAFMAG).
NCBiR dofinansowało także w listopadzie 2016 roku kwotą 3,5 mln zł pierwszą inicjatywę wykorzystania grafenu przez polski przemysł. Grafen płatkowy produkowany przez Instytut Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej ma być używany do produkcji styropianu o zwiększonej izolacyjności przez bielską firmę Sempre Farby.
***
Instytut Technologii Materiałów Elektronicznychi Nano Carbon wchodzą w skład inicjatywy Graphene in Poland, powołanej 15 czerwca 2016 roku przez polskie środowisko naukowo-badawcze we współpracy z sektorem przemysłowym w celu komercyjnego wykorzystania polskich osiągnięć naukowych.
Należą do niej również Politechnika Łódzka, Politechnika Warszawska, Wydziały Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Łódzkiego oraz firmy Advanced Graphene Products (AGP) i SECO/WARWICK.
kk
