Chcesz otrzymywać najnowsze wiadomości
Wydarzenia
Innowacje potrzebują szybkich decyzji

Wybitni polscy wynalazcy

Z dr WŁODZIMIERZEM STRUPIŃSKIM, z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, twórcą wraz z zespołem nowej technologii wytwarzana grafenu - laureatem Nagrody Prestiżu RENOMA ROKU 2013 w kategorii Wynalazca - rozmawia Jerzy Byra

Grafen niedawno odkryty materiał, o zadziwiających właściwościach wytrzymałościowych, elektrycznych i termicznych jest jedną z alotropowych form węgla. Składa się z pojedynczej warstwy atomów tego pierwiastka, tworzących sześcioczłonowe pierścienie. Jego istnienie zostało opisane teoretycznie już w latach 60., ale pierwszą próbkę udało się uzyskać dopiero w 2004 r. brytyjsko-rosyjskiemu zespołowi fizyków. Za badania nad grafenem Rosjanie Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow otrzymali w 2010 r. Nagrodę Nobla z fizyki. Natomiast polscy naukowcy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) w Warszawie, pod kierownictwem dr inż. Włodzimierza Strupińskiego opracowali i opatentowali nową metodę wytwarzania wyjątkowo dużych płytek grafenu o najwyższej jakości. Polska technologia wytwarzania grafenu jest jedną z wiodących w skali światowej.

JERZY BYRA
Panie doktorze, wprawdzie jeszcze Pan nie leczy, ale kto wie, grafen badany jest również pod tym względem. To możliwe?


Dr WŁODZIMIERZ STRUPIŃSKI

    W nauce wszystko jest możliwe. Czas pokaże. Ale to nie moja domena. 

Zatem, zanim skupimy się na strukturze grafenu i wynalezionej przez Pana nowej technologii jego wytwarzania, pozwoli Pan, że najpierw zajmiemy się inżynierią materiałową, bo to już Pana dziedzina. Takie studia ukończył Pan na Politechnice Warszawskiej. Skąd takie zainteresowania? 
    Już w czwartej klasie szkoły średniej, na lekcjach fizyki, zainteresowałem się strukturą materii, takim jej najmniejszym światem. W tym też czasie na PW został utworzony nowy Wydział Inżynierii Materiałowej, więc po zapoznaniu się z programem studiów uznałem, że to dziedzina nauki zgodna z moimi zainteresowaniami. 

To był rok 1976. Znamienny w negatywne skutki polityczno-gospodarcze. Pierwsze strajki, załamanie gospodarcze. Nie obawiał się Pan, że nowa dziedzina skończy na falstarcie?
    Chyba ze względu na wiek nie brałem tego pod uwagę. Dla mnie to była szansa na rozwój zainteresowań.W efekcie wybrałem najnowocześniejszy kierunek, Technologie półprzewodnikowe.
    A co do politycznych zawirowań, to muszę powiedzieć, że akurat w naszej dziedzinie nie odczuliśmy na uczelni z tym związanych perturbacji (w sensie rozwoju tej dziedziny nauki). Myślę, że w jakimś stopniu pomagał nam w tym fakt, nie bezpośrednio (przez lobbing, sponsoring), że synowie Gierka, ówczesnego I sekretarza rządzącej partii, byli naukowcami i co zrozumiałe ta nasza i ich dziedzina na tym korzystała. Mogła się rozwijać. To takie spojrzenie z pozycji ówczesnego studenta, być może niekompletne.

Skoro to był całkowicie nowy kierunek, technologie półprzewodnikowe, to kto was wprowadzał w tajniki tej wiedzy?
    Całkiem skutecznie robili to specjaliści z wówczas największej w Polsce Fabryki Półprzewodników TEWA. A właściwie z Centrum Naukowo-Produkcyjnego Materiałów Elektronicznych, które było dla niej zapleczem badawczym. Mieściło się w miejscu dzisiejszej Galerii Mokotów. To centrum przekształciło się później, w 1979 r. w Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych.
 
Czyli w dzisiejsze miejsce Pana pracy i dokonań naukowych?
    Tylko z nazwy, bo rozmawiamy już w nowym miejscu. Tamten instytut stworzył  prof. Bolesław Jakowlew. Bardzo pozytywna postać, świetny wizjoner, który umiał połączyć umiejętność rozmowy z decydentami (w przepychaniu słusznych idei) i przekuwanie tego na wymierną, pozytywną działalność.

Z pańskim udziałem.
    Wtedy byłem na studiach, więc tyle o ile. Ale już wiedziałem, gdzie chciałbym pracować. Właśnie tutaj, gdzie dzisiaj siedzimy, przy ul. Wólczyńskiej, gdzie w 1977 r. rozpoczęła się budowa nowej siedziby Instytutu i wielkiego centrum, któremu nadano szumną nazwę Krzemowa dolina Europy Wschodniej.
    W swojej naiwności liczyłem, że jak skończę studia, to akurat zakończy się budowa centrum i może w nim znajdę pracę. 

Co stanęło na przeszkodzie?
    Ślimacząca się budowa. Skończyłem studia, zacząłem pracować, zrobiłem doktorat a centrum jak nie było tak nie ma. Została oddana do użytku tylko ta widoczna część.

Ale doktorat zrobił Pan w Instytucie.

    Niezupełnie.  

To znaczy.
    W czasie studiów pracę dyplomową zrobiłem w Instytucie. W jej ramach własnoręcznie zbudowałem urządzenie do epitaksji arsenku galu metodą MOCVD i tą metodą wykonałem pierwsze w Polsce warstwy epitaksjalne tego półprzewodnika.

Tym samym zapewnił Pan sobie pracę w Instytucie.
    Można tak powiedzieć. Ale kolej rzeczy wywróciła wszystko do góry nogami. Zaraz po studiach trochę podróżowałem po Europie – trochę zwiedzałem, trochę pracowałem, bo miałem pojechać na studia doktoranckie do Holandii. Do Polski wróciłem 22 listopada 1981 r. Zacząłem się przygotowywać do wyjazdu, ale 13 grudnia przestałem, bo ogłoszono stan wojenny, a 5 stycznia 1982 r. byłem już w wojsku. 

Tam Pan raczej nie miał szans na kontynuowanie pracy i kariery naukowej. Choć mówi Pan o tym bez emocji.
    Nie mnie jednemu zatrzymano rozwój. Tego oczywiście szkoda. Ale po wyjściu z wojska wróciłem do Instytutu i w nim zrobiłem doktorat. Choć formalnie przewód doktorski otworzyłem na Wydziale Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Warszawskiej.

Z tego co wiem, próbował Pan jeszcze w tamtym PRL-owskim okresie zagranicznego doświadczenia naukowego. Dziwi mnie tylko, że po tych wcześniejszych, przykrych krajowych przejściach wrócił Pan ze stypendium w Szwecji – i to przed czasem.
    Jak tam byłem, to akurat demontowano pomnik Dzierżyńskiego. W dwa miesiące po tym fakcie wróciłem do Polski.

Budować nową Polskę, w której 4 czerwca skończył się komunizm.
    Uznałem, że dlaczego mam się próbować wybijać na obczyźnie, skoro to mogę robić w kraju. To była moja indywidualna decyzja, bez jakiegoś wielkiego zadęcia. Choć to prawda, że odmienna od decyzji wielu innych osób, których nie krytykuję.

Gdyby Pan został, miałby Pan tam zdecydowanie większe, niż w kraju, perspektywy rozwoju kariery naukowej i na tym polu osiągnięć.
    Bez wątpienia. Ale byłem młody i zdawałem sobie sprawę z realiów jakie były w kraju. Uniwersytet w Goteborgu, w którym byłem na stypendium opływał w dostatku. Miał mnóstwo pieniędzy na badania, najnowszą aparaturę i urządzenia, to był inny wymiar.

No dobrze. To Pańska decyzja. Zostawmy więc tamtą epokę i stracone możliwości. Pańskie tu dokonania świadczą, że przy silnej woli i samozaparciu można pokonać trudności i dokonać spektakularnych odkryć w każdych warunkach. Ale nim do nich przejdziemy proszę jeszcze powiedzieć, jak się zostaje naukowcem. Z przypadku, czy świadomego wyboru?
    O tym, że zostanę naukowcem nie myślałem. Po inżynierii materiałowej raczej widziałem siebie przy dużych projektach inżynierskich, technologiczno-konstrukcyjnych. Mój stosunek do takich zamiarów zmieniał się po obowiązkowych praktykach studenckich w dużych zakładach (Hucie Warszawa i Zakładach Mechanicznych im. Nowotki). A gdy znalazłem się w Instytucie, gdzie była grupa zupełnie dobrych naukowców, przekonywałem się do nowej dla siebie roli. Tym bardziej, bo żeby się tam dostać do pracy trzeba było się postarać, czymś się wykazać. Wybierano tych naprawdę dobrych.
    No i tak zostałem naukowcem. Również dlatego, że wówczas praca na uczelni, w Instytucie bardzo nobilitowała. Mimo niskich płac. Teraz to się zmieniło. Często do Instytutu trafiają niestety nie ci najlepsi, którzy ze względu na lepsze warunki płacowe pracują w innego rodzaju firmach.      

Na szczęście w Pana przypadku nie warunki płacowe decydowały o trwaniu w krajowej nauce. Gdyby było inaczej, nie mielibyśmy nowej technologii wytwarzania grafenu, przodującej na świecie. W jakich okolicznościach zainteresował się Pan tym niezwykłym materiałem?
    Po rozmowie z kolegami z Wydziału Fizyki UW. W 2006 roku kupowaliśmy dla Instytutu nowe urządzenie do epitaksji węglika krzemu – w ramach programu badawczego koordynowanego przez Politechnikę Warszawską i ówczesnego dziekana, obecnie rektora prof. Jana Szmidta. Oni wcześniej zainteresowali się grafenem i zaproponowali bym spróbował to urządzenie wykorzystać do  eksperymentów z  tym nowym materiałem.

Słyszę, że wkraczamy na grunt tajemnej wiedzy materiałowej – epitaksja, węglik krzemu. Co to takiego?
    Epitaksja to najogólniej technika wzrostu bardzo cienkich monokrystalicznych warstw na odpowiednim podłożu, a węglik krzemu to materiał – półprzewodnik dla elektroniki wysokiej mocy.

A grafen co miałby mieć wspólnego z tą techniką?

    Przy pomocy wspomnianego urządzenia należało go dopiero spróbować wytworzyć, wykorzystując jako podłoże właśnie węglik krzemu.

Na co, już wiemy, potrzebował Pan trzech lat.

    Trzech mozolnych lat badań i eksperymentów. Pierwsze próby były całkowicie negatywne. Nie wiedzieliśmy jak to robić, jak mierzyć. Wymagało to od nas całkowicie nowego podejścia. Było to szczególnie trudne ze względu na grubość grafenu – to zaledwie jedna warstwa atomów.

Mimo tych trudności, eksperymenty zakończyły się pełnym sukcesem.
    Uzyskanie grafenu opracowaną przez nas metodą jest niewątpliwie dużym sukcesem. Ale też jest to tylko jedna z technologii, którymi zajmuję się od 30 lat, choć należy rzeczywiście do tych najtrudniejszych.
     
Wynaleziona przez was nowa technologia wytwarzania grafenu, jako zgłoszenie patentowe jest bezpieczna od 2010 roku, jest chroniona prawem własności przemysłowej. Mimo to, nie boi się Pan, że ktoś podpatrzy i wykradnie tę technologiczną tajemnicę? Gości Pan przecież u siebie na praktykach ludzi z branży, z całej Europy.
    Jestem o to spokojny. Wręcz śmieszą mnie te wszystkie komentarze o posiadanym skarbie, który może zostać wykradziony.
    Dam panu taki prosty przykład. Idzie pan na mecz tenisowy Federera z Nadalem. Przygląda się pan obu jak grają, notuje wszystkie ich techniczne zagrywki. I proszę bardzo, niech po tak zdobytym teoretycznie doświadczeniu wejdzie pan na kort i zagra jak oni. Podglądanie nie ma nic wspólnego z wieloletnią praktyką i doświadczeniem.
    Żeby nauka miała sens i mogła przynieść określone rezultaty, ja w swojej dziedzinie potrzebuję 2 lata, by przyjmowanych do pracy w Instytucie młodych ludzi przygotować do wykonywania w miarę samodzielnych zadań.
    Poza tym, o jakiej tajemnicy mówimy, przecież w zgłoszeniu patentowym jest wszystko opisane. To jest odkrywanie karty, a nie chowanie. Ochrona patentowa jest po to, że jak ktoś wpadnie na taki sam pomysł, to nie ma prawa wykorzystywać go komercyjnie. My byliśmy z takim rozwiązaniem pierwsi, więc ten ktoś chcąc swój niby nowy pomysł wdrożyć do produkcji i tak musi od nas kupić licencję.

Nie zaprzeczy Pan, że jak już jest się doświadczonym wynalazcą, to takie kontakty i podpatrywanie innych, nowych rozwiązań sprzyja ich ulepszaniu i nowym odkryciom.
    Wymiana doświadczeń może oczywiście inspirować. Dlatego też odkrywanie kart, ogłaszanie patentów jest jedną z dróg do powstawania nowych rozwiązań, pozwala też na zainteresowanie wynalazcami. W ten sposób i my jesteśmy zapraszani na różnego rodzaju sympozja, konferencje. Mamy na nich możliwość wymiany doświadczeń z kolegami w różnych krajach i na różnych kontynentach. Ale to jest każdego z nas wynik ciężkiej pracy, doświadczenia, naprawdę wielkiego poświęcenia i wielu osobistych wyrzeczeń.

Z całym szacunkiem, ale czy takie inspiracje nie są mąceniem w czystej wodzie. Weźmy nasz grafen. W 2010 roku było na całym świecie 18 zgłoszeń patentowych jemu poświęconych, w 2012 już 2200.
    Te liczby nie mają nic do rzeczy. W tej chwili jest ponad 12 tys. zgłoszeń. Grafen jest aktualnie nośny medialnie co sprawia, że jest nim tak duże zainteresowanie naukowo-badawcze. Poza tym ma mnóstwo różnych oblicz. Nasz patent dotyczy określonego pola technologicznego – wytwarzania grafenu na podłożach węgliku krzemu do zastosowań elektronicznych. Ale wytwarza się go również na innych podłożach. Na metalach:  miedzi, niklu, platynie, srebrze, złocie, rutenie, renie. Wytwarza się grafen różnymi metodami. Między innymi chemicznymi, rozbijając grafit na drobne płatki i też różnymi metodami. Na przykład oryginalną i prostą metodą Hummersa, która pochodzi z XIX w. Nie została opatentowana, bo wtedy nie było takiej możliwości, ale jest ok. 7 tys. zgłoszeń patentowych jej modyfikacji. My w Instytucie też mamy 2 patenty na jej modyfikację i utlenianie.    
       
To po co tyle zamieszania i wysiłku z tymi nowymi i podobnymi do siebie odkryciami?
    Każde odkrycie nowej metody ma swoje zalety i wady. Inne metody też umożliwiają wytwarzanie grafenu do zastosowań elektronicznych. I my też się nimi zajmujemy, z wykorzystaniem podłoża – miedzi – również. A na węgliku krzemu byliśmy pierwsi, którym udało się wytwarzać grafen metodą klasycznej epitaksji i jest to nadal obowiązujący kierunek produkcji grafenu najwyższej jakości do zastosowań elektronicznych.

Mając taką przysłowiową złotą rybkę możecie teraz odcinać kupony i siedzieć z założonymi rękami.
    No właśnie. Tak się uważa. Staram się więc tłumaczyć, że ten nasz patent, ta nasza metoda, gdybyśmy przestali się nią zajmować, tak jak i innymi, właściwie wszystkimi najważniejszymi kierunkami technologicznymi, to szybko by o niej zapomniano. Dlatego nieustająco zabiegamy o dalsze finansowanie i inwestycje w jej rozwój. Świat wynalazczy nie znosi próżni.
    To, że utrzymujemy zainteresowanie naszą metodą, bez większych inwestycji w jej rozwój, po czterech latach od uzyskania patentu jest tylko niezwykle korzystnym zbiegiem okoliczności. Mającym swoje uzasadnienie w tym, że jeszcze nie nadszedł dla grafenu okres aplikacyjny. Dało to nam handicap. Tym samym mogliśmy pozwolić sobie na te badania, w których jesteśmy dobrzy, w technologii. Ale jak tylko ruszą aplikacyjne zastosowania i produkcja  produktów grafenowych, to w ciągu tygodni odpadniemy z rywalizacji.

Zaraz zaraz. Przecież jest program wsparcia prac nad zastosowaniem grafenu Graf-Tech, z budżetem 60 mln zł, finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Agencja Rozwoju Przemysłu zainwestowała w nowoczesne urządzenia i doprowadziła do powstania firmy Nano Carbon oraz uruchomienia w grudniu 2013 roku produkcji grafenu.
    To wszystko prawda. I chwała prof. Krzysztofowi Kurzydłowskiemu, szefowi NCBiR za doprowadzenie do uruchomienia programu Graf-Tech. Chwała również Wojciechowi Dąbrowskiemu, byłemu do niedawna prezesowi Agencji Rozwoju Przemysłu za zainteresowanie się naszym projektem. Gdyby nie oni byłoby jeszcze gorzej, włącznie z najgorszym scenariuszem - nasze istotne osiągnięcie mogłoby zostać odłożone na półkę.

W czym zatem problem?
    W zainteresowaniu kompetentnych osób wspólną merytoryczną dyskusją, w określeniu możliwości wsparcia i dalszego rozwoju, w określeniu celów i źródeł finansowania oraz w szybkim podejmowaniu decyzji.
    Od zgłoszenia naszego patentu upływa 4 lata i w tym czasie tak naprawdę niewiele się zmieniło. Cztery lata w tej dziedzinie to epoka. A my dalej sobie siedzimy i poklepujemy po plecach zadowoleni, że coś mamy i nasz Instytut przoduje.
    Gdy składałem zgłoszenie patentowe na świecie było nie więcej niż 7 małych firm, które zajmowały się wytwarzaniem grafenu różnymi metodami. Nasza technologia na węgliku krzemu nie była im znana. Dzisiaj jest ponad 100 firm, które się tym zajmują, różnymi metodami.
     
Patrząc z boku odnosiło się wrażenie, że współpraca z ARP dobrze rokowała. Na uruchomieniu przez Nano Carbon produkcji i sprzedaży grafenu byli wszyscy najważniejsi decydenci.
    Owszem byli. Tak jak było i jest dużo rozmów, ale nie ma decyzji. To wszystko trwa zbyt długo i wywraca projekt. Wprawdzie w Europie z decyzjami w tej dziedzinie też nie jest najlepiej, a w porównaniu z Azją to przepaść, ale akurat w tym europejskim rankingu zdecydowanie przodujemy. W ten sposób świat nam ucieka.

Chce Pan powiedzieć, że szkoda, że wasza technologia, mogąca być w Polsce wielkim kołem zamachowym dla zastosowania grafenu w skali przemysłowej tak wolno się obraca.
    Proszę pana, gdzie na świecie są takie możliwości jak u nas, gdzie można sobie przyjść i praktycznie za darmo dostać najlepszy materiał nad którym można dalej pracować z nami współpracując. Po nasz grafen powinny w Nano Carbon stać kolejki, powinna się toczyć dyskusja na temat co robić, by unikalne właściwości grafenu z jak najlepszym skutkiem szybko wykorzystać i zastosować.
    Tak, jak to w tym celu czynią różnego rodzaju klienci komercyjni z Europy i świata, a ostatnio też duże zainteresowanie obserwujemy u klientów z Azji. Poprzez Nano Carbon kupują grafen wyhodowany przez nas na węgliku krzemu i miedzi. 

Z tego co Pan mówi rozumiem, że teraz najważniejszym staje się skupienie prac nad opracowaniem aplikacji i implementacji produktów wykorzystujących unikalne właściwości grafenu.
    Mniej więcej. Natomiast my w Instytucie musimy cały czas naszą opatentowaną technologię wytwarzania grafenu na węgliku krzemu rozwijać i doskonalić oraz jednocześnie zajmować się pozostałymi metodami, żeby nie okazało się, że któraś z technologii skutkuje w opracowanych aplikacjach, a nasza nie.

Panie doktorze, może przyczyna ograniczonego zainteresowania wykorzystaniem i zastosowaniem grafenu tkwi w braku dostatecznych środków na inwestowanie w opracowanie aplikacji. Pan też nie dostał dofinansowania na złożony wniosek związany z waszą metodą.
    Nie rzecz w tym, że nie dostaliśmy dofinansowania, tylko na procedurze, która sprawiła, że dostaliśmy odmowę. Otóż procedura jest taka, iż wnioski recenzują recenzenci w sposób niejawny. Nie można stanąć z nimi oko w oko i zapytać o wątpliwości, wyjaśnić czego nie zrozumieli, bo w recenzji wyraźnie widać było duże niezrozumienie tematu. Jeśli w wyniku takiej dyskusji  argumenty za odmową byłyby dalej przekonujące, nie ma sprawy. Przy czym dodam, że za taką nieracjonalną procedurę nie można winić nikogo z NCBiR, gdyż nawet jego szefowie nie mają wpływu na dobór recenzentów. Jest baza recenzentów i w zależności od problematyki wybierani są losowo.
 
Jakie Pan w tej sprawie widzi rozwiązanie?
    Jeśli są jakieś środki na dofinansowanie innowacyjnych projektów, to najpierw powinna się odbyć nad nimi otwarta dyskusja, a nie ocena przez niejawnych recenzentów.    
    O takich sprawach powinien decydować panel ekspertów. Kompetentny, na przykład 40-osobowy zespół, w tym 20 recenzentów. Po dyskusji, ze zgłoszonych wniosków dokonano by wyboru kilku najbardziej rokujących projektów. Następnie rozpoznano by, kto się tym zajmie, kto ma tradycje, umiejętności itd.; wybrano podmioty, które zajmą się realizacją; określono środki na rok, dwa, trzy – zawsze zakładając funkcję postępu. Jeśli jest progres, finansujemy dalej i dalej. Jeśli coś słabo idzie, co też może mieć miejsce, przyhamowujemy finansowanie. A nie od razu na 5 lat i z kontrolą wydatków zgodnie z harmonogramem.
    Taki zespół musi być w tych decyzjach elastyczny, no bo jeśli świat skręci, bo pokazało się już coś nowego, to przecież bez sensu będzie kontynuacja prac i wydatków przeznaczanych na wybrany projekt. Dlatego ten kompetentny, dynamiczny, postępowy i rozsądny zespół ekspercki cały czas musi czuwać nad realizacją projektów i podejmować na bieżąco szybkie decyzje i też być rozliczany przez instytucje finansujące. 

Odnoszę wrażenie, że ma Pan obawy, czy uda się utrzymać wypracowaną pozycję i światowe uznanie dla dokonań związanych z odkryciem tej polskiej nowej technologii wytwarzania grafenu. Pana wybór, jako przedstawiciela ITME do kierownictwa Programu Graphene Flagship (GF), będący inicjatywą UE w zakresie finansowania badań nad grafenem, świadczy, że to uznanie nie słabnie.
    Owszem, ten fakt ma znaczenie i podtrzymuje zainteresowanie Polską, ale jeśli dalej nie będzie widocznych rezultatów w podejmowaniu inwestycji do prac z zastosowaniem grafenu cały urok przeminie.
    Choć muszę też dodać, że akurat nasz Instytut na tym korzysta. Dzięki temu jesteśmy w gronie największych graczy zajmujących się badaniami nad grafenem. Staliśmy się partnerem najlepszych. Siedzimy w samym środku elitarnego klubu. W tym towarzystwie nie odczuwamy żadnego respektu, bo reprezentujemy bardzo wysoki poziom, nie tylko w dziedzinie grafenu, ale również materiałów półprzewodnikowych. Przy okazji spotkań możemy na bieżąco wymieniać się doświadczeniami. Otrzymujemy i bierzemy udział w projektach europejskich, co nie jest takie powszechne.
    I z przykrością muszę dodać, że obserwujemy znacznie większe zainteresowanie naszymi pracami i naszym instytutem zagranicą niż w Polsce.

Ma Pan coś konkretnego na myśli?
    Wracamy do tego samego problemu. Na przykładzie Nano Carbon widać, że proces decyzyjny idzie za wolno. W innym kraju, zwłaszcza w USA lub Azji, taka firma dysponowałaby już nowoczesnymi laboratoriami, w których by implementowano technologie opracowywane w instytucie, zwiększano produkcję i sprzedaż wypracowanych produktów. 
    Jeśli szybko nie zdynamizujemy działań w tym kierunku i nie uruchomimy produkcji to zostaniemy znowu w tyle. Okres fascynacji obserwacją grafenu i jego pomiarami już się skończył. Pojawią się nowe rozwiązania. Teraz jest okres intensywnego myślenia i prób nad zastosowaniem grafenu. Zakładam, że jeśli tylko 5 proc. tych wszystkich pomysłów zostanie przekutych w zastosowanie komercyjne to i tak będzie dobrze. Można oczywiście podjąć decyzję aby z różnych względów np. finansowych nie angażować się zbytnio w działalność związaną z grafenem. Bo jak zawsze są jakieś argumenty za i przeciw, ale jeśli przyjmujemy już jakiś kierunek działania to nie czekajmy tylko działajmy i to szybko.
    Wcale nie błahą potrzebą jest również konieczność powołania rzecznika prasowego, do utrzymywania kontaktów z projektem europejskim Graphene Flagship i wymiany informacji między krajowymi i europejskimi organizacjami i instytucjami wspierającymi badania i prace nad zastosowaniem grafenu.
    Zdumiewa mnie również brak zainteresowania państwowych instytucji możliwością organizacji w Warszawie niezwykle prestiżowej konferencji Graphene Week w 2016 roku. Została mi ona osobiście zaproponowana w dowód uznania za nasz wkład do badań nad grafenem i udziale w unijnym Programie Graphene Flagship. W tym roku odbyła się w Gothenburgu w Szwecji, w 2015 roku odbędzie się w Manchesterze, w Wielkiej Brytanii. 


Na zdjęciu po prawej wizualizacja grafenu rzeczywistego. Wytwarza się go w postaci niewielkich sąsiadujących ze sobą i nakładających się płatków. Jego unikalność polega na łącznym występowaniu wielu właściwości, co nie zdarza się w dotychczas znanych materiałach. Są to: wytrzymałość mechaniczna, elastyczność, właściwości termiczne (wysokie przewodnictwo cieplne), transparentność w pełnym zakresie fal e-m, nieprzepuszczalność dla praktycznie wszystkich substancji, właściwości biologiczne, zdolność sensoryczna, właściwości elektroniczne (głównie b. wysoka ruchliwość  elektronów), wysoka przewodność cieplna i elektryczna.
Fot. Nano Carbon

Na zdjęciu po lewej wizualizacja grafenu idealnego. Pod względem fizykochemicznym grafen jest dwuwymiarową warstwą atomów węgla o grubości jednego atomu, o heksagonalnym ułożeniu atomów, w „plaster miodu”. Jest on przedstawiany często jako jednorodna sieć o dużych rozmiarach. W praktyce taka idealna struktura nie istnieje.
Fot. Nano Carbon




Na zdjęciu po prawej: grafen wyhodowany na folii miedzianej techniką CVD (chemical vapour deposition) w postaci jednorodnej mono-atomowej warstwy.
Fot. Nano-Carbon  
 

Co jest takiego w tym grafenie, że świat oszalał na jego punkcie?
    Największą wartością grafenu jest jego wielorodność i wielorakość. Łączy w sobie kilka bardzo ciekawych parametrów. Mimo, że są inne materiały zbliżone parametrami, nawet czasami mają je lepsze, ale pojedynczo. Grafen natomiast charakteryzuje się uniwersalnością. Jest pierwszym materiałem z rodziny dwuwymiarowych z pojedynczą warstwą atomów­­. Jest do tego przeźroczysty – prze­pusz­cza 98 proc. pa­da­ją­ce­go świa­tła. Wy­trzy­ma­ły – 100 razy bar­dziej niż stal. Prze­wo­dzi cie­pło i prąd – z gi­gan­tycz­ną pręd­ko­ścią, nawet 200 razy szyb­ciej niż w krze­mie. A jed­no­cze­śnie gra­fen jest gięt­ki i roz­ciągli­wy – nawet o 20 proc. Ta wielość w jednym czyni go tak atrakcyjnym. I wcale nie znaczy, że wszystkie parametry musimy używać jednocześnie. Możemy sobie wybrać dowolne.

Skoro grafen jest tak wyjątkowy, w jakim kierunku pójdą prace nad aplikacjami jego zastosowania?
    Po­ten­cjal­ne za­sto­so­wa­nia gra­fe­nu są ogrom­ne i prace nad jego zastosowaniem idą pełną parą. Chyba najbardziej zaawansowany jest Samsung. A w ogóle, to ze względu na swoje szczególne właściwości uważam, że grafen będzie głównie wy­ko­rzy­sty­wa­ny w elek­tro­ni­ce wy­so­kich czę­sto­tli­wo­ści, opto­elek­tro­ni­ce, spin­tro­ni­ce, elek­tro­ni­ce ela­stycz­nej, na­no­kom­po­zy­tach, w me­dy­cy­nie. Na zastosowanie w tych dziedzinach na dużą skalę jeszcze trochę poczekamy. W programie Flagship przewidujemy, że na przykład na zrobienie tranzystora z grafenu musimy poczekać przynajmniej do 2020 r.

Panie doktorze. Już na koniec muszę się przyznać, że ten niezwykle interesujący zakres tematyczny naszej rozmowy sprawił, że rozbolała mnie głowa. To co mi Pan tutaj naopowiadał, jawi się niczym praca czarnoksiężnika. I szkoda, że to tylko w części mogę zamieścić na łamach. A swoją drogą, Pan od tego wszystkiego nie dostaje zawrotu głowy.
    Czasem. Zdaję sobie sprawę, że nałożony na siebie ogrom prac jest ponad fizyczną wytrzymałość. Mam nawet świadomość, że mógłbym się z tego wyzwolić i absolutną, że mój organizm potrzebuje relaksu. Ale nie mam możliwości, bowiem jest tyle wątków do realizacji, że nie starcza na tę świadomość czasu. Praktycznie od 7 lat nie miałem dnia, żebym nie pracował, a na co dzień to 15-17 godzin na dobę. Wpadłem w te tryby i trudno się z tego wyzwolić.
    Dlatego mojej młodzieży mówię, żeby nie powielali tego modelu, nie naśladowali mnie, bo to nie jest normalne życie.   

Jak to nie. To życie czarnoksiężnika, na którego efekty czeka świat, a ja dziękuję za rozmowę. (Wrzesień 2014)



dodano: 2014-09-02 08:25:18