Pierwsze wzmianki o odmianie węgla mającej "dziwne" właściwości pojawiły się już w 1859 r., kiedy Brodie odkrył płytkową strukturę termicznie zredukowanego tlenku grafitu. W 1918 r. Kohlschutter Haenni opisali właściwości papieru tlenkowego, a w 1948 roku, Reuss Vogt sfotografowali kilka warstw grafenu. W 1962 roku Hanns Peter Boehm po raz pierwszy użył nazwy "grafen" podczas prac z jednowarstwową folią węglową.

Nagroda Nobla za grafen

W 2004 roku naukowcy zaczęli przyklejać do grafitu zwykłą taśmę klejącą, a następnie badali to, co się do niej przyczepiło. Jeśli ich zdaniem warstwa była zbyt gruba, przyklejali do niej kolejną taśmę i kolejną, aż do uzyskania warstwy o grubości jednego atomu. W 2010 roku Andre Geim i Konstany Novoselov za badania nad grafenem otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Opisali oni dokładnie właściwości jednoatomowej struktury o budowie plastra miodu, jakim jest grafen - czyli alotropowa odmiana węgla.

Właściwości grafenu

Grafen jest przede wszystkim doskonałym przewodnikiem i półprzewodnikiem, dlatego może niedługo zastąpić krzemowe procesory w komputerach. Nadaje się również do tworzenia elastycznych superwytrzymałych ekranów, paneli słonecznych, kasków ochronnych, zbiorników paliwa wodorowego, powłok antykorozyjnych oraz znajdzie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, z budownictwem, kosmonautyką i produkcją samochodów włącznie. Chińczycy donieśli, że grafen ma właściwości bakteriobójcze i nadaje się do wykorzystania w medycynie. Jest też materiałem kilkaset razy bardziej wytrzymałym od stali, a przy tym w zasadzie niewidocznym.

Przez wiele lat niezwykle trudnym do pokonania problemem były wysokie koszty produkcji grafenu. Jeszcze niedawno (w 2010 roku) uzyskanie kawałka folii grafenowej o wymiarach 1x1 cm wymagało nakładów rzędu 100 mln dolarów. Polacy opracowali metodę, dzięki której cena zmniejszyła się o sześć zer.

Gdzie są Polacy?

Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych jest uczestnikiem Europejskiego Okrętu Flagowego dla grafenu, wyposażony jest w odpowiednie zaplecze maszynowe i naukowe i wspólnie z Seco/Warwick opracował technologię produkcji grafenu na płytce miedzianej o dużej powierzchni. Technologia ta umożliwia przemysłową produkcję grafenu, a jej dalszy rozwój powinien w krótkim czasie doprowadzić do znacznej redukcji kosztów. Niestety, jak donosi portal elektronikab2b.pl, w wywiadzie z dr Zygmuntem Łuczyńskim, w ramach ogłoszonego przez Ewę Kopacz kontraktu dla województwa mazowieckiego, ITME ma zostać połączone z Politechniką Warszawską. Obecnie trwają czynności mające doprowadzić do wyłonienia kandydata na dyrektora Instytutu, przychylnego temu pomysłowi. Konkurs rozpisano ponownie, kiedy okazało się, że wyłoniony za pierwszym podejściem kandydat nie gwarantował połączenia ITME z PW. Warto dodać, że taka konsolidacja mogłaby znacznie zaburzyć prace nad rozwijaniem technologii produkcji przemysłowej grafenu, ponieważ działalność i cele uczelni są typowo dydaktyczne i może tu chodzić o uzyskanie tanim kosztem dostępu do atrakcyjnego wyposażenia dla realizowanej obecnie przez PW inwestycji o nazwie Cezamat, dla której brakuje pieniędzy na kupno aparatury.

Brytyjczycy otwierają megafabrykę

Krzysztof Kozioł, magistrant Politechniki Śląskiej i doktorant Cambridge University, jest jednym ze współzałożycieli Cambridge Nanosystems. Firma pod koniec kwietnia poinformowała świat, że rozpoczyna produkcję grafenu bardzo wysokiej jakości na wielką skalę i zamierza sprzedawać przynajmniej 5 ton grafenu rocznie. Jak zauważa dr Kozioł, w każdej chwili można produkcję zwiększyć. Dodatkowym atutem firmy jest planowane uruchomienie sklepu internetowego, za pośrednictwem którego można będzie kupować duże ilości grafenu.

Technologia wytwarzania grafenu, zastosowana w Cambridge Nanosystems jest odmienna od polskiej technologii, opracowanej i wdrażanej w ITME.

Źródła: SE.pl, badania.net, elektronikab2b, gazeta.pl, INN Poland, TVN24 #Unia Europejska