Polski grafen. Stracona szansa (?)

– Wytworzony przez nas grafen ma doskonałą jakość i właściwości. Nasza metoda wytwarzania ma szanse, by wejść do użycia na masową skalę – tak jeszcze w 2011 roku przewidywał dla „PB”prof. Włodzimierz Strupiński, zwany „ojcem polskiego grafenu”. To on opatentował unikalną i tańszą metodę produkcji tego materiału. Sześć lat później został zwolniony ze swojego ośrodka badawczego. Natomiast spółka, która była odpowiedzialna za przemysłową produkcję i komercjalizację grafenu sprzedaje… urządzenia do produkcji. Czy jest jeszcze szansa na polską produkcję grafenu?

Grafen to unikalna struktura, w której atomy węgla ułożone są jak w plastrze miodu. Niemniej najbardziej istotne są jego właściwości. Grafen to materiał twardszy od stali. Jest lepszym przewodnikiem prądu niż miedź. To materiał niezwykle elastyczny i cienki, a także – pochłaniający niewielką ilość światła.

Unikalne właściwości tego surowca dają możliwość zastosowania go w różnych branżach przemysłu. Przewiduje się, że w niedalekiej przyszłości grafen może wyprzeć krzem. Do czego będzie można zastosować ten materiał? Wymienia się tu wyświetlacze, pancerze pojazdów bojowych czy detektory. Według ekspertów, procesory zbudowane z grafenu będą posiadały o wiele większą częstotliwość od tych z krzemu. Natomiast dzięki akumulatorom z grafenu będzie możliwe naładowanie smartfona w ciągu 5 minut.

Jaka jest główna bariera w przejściu do fazy zastosowania grafenu w praktyce? Problemem jest przede wszystkim wysoka cena surowca. Trwają badania naukowe, jednak wydaje się, że większość ekspertów jest zgodna, że przyszłość elektroniki może należeć do grafenu. Przewiduje się, że w 2023 roku rynek tego materiału będzie wart 1 mld dolarów.

Dzisiaj prym w opracowywaniu zastosowań grafenu wiodą głównie kraje azjatyckie jak Chiny czy Korea Południowa, ale także Stany Zjednoczone. Co istotne, jeszcze kilka lat temu przewidywało się, że to Polska może być ważnym „graczem” w opracowaniu tego materiału. Dzisiaj nasze szanse zdecydowanie się obniżyły. Dlaczego tak się stało?

Polscy naukowcy

Dr hab. inż Włodzimierz Strupiński. To nazwisko bardzo dobrze znane w świecie naukowców i wynalazców. Przez ponad 30 lat pracował w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych. To w tym ośrodku stworzył specjalny zespół, który pod jego kierownictwem opracował unikalną metodę wytwarzania grafenu. Co warte podkreślenia, technologia Strupińskiego była o wiele tańsza niż pozostałe na rynku. W 2010 roku polski naukowiec ją opatentował. Świat nauki i przemysłu usłyszał o „polskim grafenie”. Wydało by się, że wszystko zmierza w dobrą stronę. Panowała opinia, że metoda naukowców znad Wisły ma przewagę nad zagranicą. W ciągu kilku lat udało się rozwinąć produkcję grafenu warstwowego oraz grafenu płatkowego.

Równocześnie powołano do życia Nano Carbon. To ta spółka miała zadbać o skuteczną komercjalizację „polskiego” grafenu. Okoliczności sprzyjały. W Polsce mieliśmy zaawansowaną technologię produkcji, wiedzę merytoryczną naukowców z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych, na czele z prof. Strupińskim. Swoje wsparcie finansowe zadeklarowały dwie majętne spółki Skarbu Państwa – Polska Grupa Zbrojeniowa i KGHM.

W połowie lutego tego roku w opinii publicznej pojawiła się informacja, że spółka Nano Carbon sprzedaje swoje urządzenia i zamierza kończyć działalność.

Wszystko zaczęło się psuć około 4 lata temu. W ITME doszło do poważnych zmian kadrowych, które negatywnie wpłynęły na załogę ośrodka badawczego. W 2017 roku z Instytutu został zwolniony prof. Włodzimierz Strupiński – autor unikalnej metody wytwarzania grafenu.

Wśród wiodących przyczyn porażki „polskiego grafenu” wymienia się także brak nadzoru ze strony ministerstwa oraz zbyt małe środki na rozwój i badania. Na niekorzyść wpływały także ingerencje polityków w działalność Instytutu.

Według prof. Strupińskiego niewłaściwie spełniała swoją rolę także spółka Nano Carbon. W wywiadzie dla „Rzeczpospolitej” powiedział: – Technologie wytwarzania były rozwinięte i dopracowane, wystarczyło przyłożyć się do bardziej agresywnego marketingu wspierającego sprzedaż – powiedział Strupiński kilka tygodni temu. Wymienił on przykład hiszpańskiej spółki Graphenea, która rozpoczynała od niewielkiego laboratorium, a obecnie zarabia miliony euro na sprzedaży grafenu i nanorurek węglowych.

Jakie perspektywy?

Podkreśla się, że nadal brakuje funduszy na rozwój działalności. Wsparcie instytucji państwowych również jest niewystarczające. Jednak prof. Strupiński uważa, że istnieją jeszcze perspektywy rozwoju „polskiego” grafenu. – Mam nadzieję, że obecna i przyszła kadra ITME dobrze wykorzysta dotychczasowe osiągnięcia instytutu i będzie je dalej rozwijać. Są też inne ośrodki działające w tym obszarze. Być może naszą polską specjalnością będą następne materiały dwuwymiarowe. Bo tych materiałów o grubości jednej warstwy atomu jest wiele i mają różne interesujące właściwości. (..) W tej dziedzinie znów możemy być w światowej czołówce, ale niezmiernie ważne są badania aplikacyjne – podkreślił w wywiadzie dla „Rzeczpospolitej” prof. Strupiński.

Warto także wspomnieć, że pod koniec lutego Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych wydał specjalny komunikat. – W perspektywie roku Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych stanie się drugim najpoważniejszym producentem grafenu płatkowego w Europie i jednym ze światowych liderów w tej dziedzinie. Na kontynuowanie badań Instytut dostał niemal 6 mln złotych dotacji, co pozwoli na uruchomienie w przyszłym roku nowej linii produkcyjnej, o wydajności przeszło stukrotnie wyższej, niż dzisiejsze możliwości produkcyjne Instytutu.

Władze ITME podkreśliły, że w Instytucie opracowywane są zastosowania grafenu w przemyśle, np. narzędzia skrawające, gumowe uszczelki czy pokrycie antykorozyjne. – Pamiętajmy o tym, że rozwijanie technologii trwa wiele dziesiątek lat, tymczasem my jesteśmy zaledwie 10 lat po przeprowadzeniu rozeznania na temat możliwości grafenu – podsumowuje mgr inż. Michał Woluntarski, zastępca kierownika ds. Komercjalizacji Zakładu Syntezy Chemicznej i Grafenu Płatkowego.