Wysoko wytrzymały grafen opracowany przez naukowców z Politechniki Łódzkiej może niebawem znaleźć się w konstrukcjach wyczynowych rowerów, czujnikach gazu czy w rozwiązaniach do odsalania wody morskiej. Łódzka metoda wytwarzania grafenu uzyskała amerykański patent, jest także prawnie chroniona w UE.
„Potwierdziliśmy, że nasz grafen jest grafenem prawdziwym, o właściwościach bliskich teoretycznym, które predysponują ten materiał do przeróżnych zastosowań funkcjonalnych. To jest ważne osiągniecie, bowiem na świecie istnieje wiele produktów, które nazywane są grafenem, natomiast jedynie go przypominają” - powiedział PAP prof. Piotr Kula, szef zespołu naukowców, który opracował tę metodę.
Grafen to materiał zbudowany z pojedynczej warstwy atomów węgla ułożonych w sieć heksagonalną. Jest ponad 100-krotnie mocniejszy od stali, ma wyjątkowe właściwości elektryczne i nie przepuszcza gazów.
Łódzcy naukowcy opracowali technologię wytwarzania grafenu przy użyciu ciekłej matrycy metalicznej i mieszaniny gazów nawęglających według oryginalnej, opatentowanej metody. Swój materiał nazwali HSMG (High Strength Metallurgical Graphene) - Grafen Metalurgiczny o Wysokiej Wytrzymałości; powołano spółkę spin off – AGP (Advanced Graphene Products) – która komercjalizuje tę technologię.
"Aktualnie jesteśmy w trakcie podejmowania dużego projektu w zakresie zastosowania grafenu w materiałach kompozytowych do filtrów wody. Ten projekt jest już w fazie ostatecznych negocjacji z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju i z naszym partnerem przemysłowym” - podkreślił prof. Kula.
Jak zaznaczył, chodzi m.in. o zastosowanie grafenu do odsalania wody morskiej. „Wykonaliśmy pierwsze eksperymenty, a wyniki są na tyle zachęcające, że projekt ruszył” - dodał. Grafen HSMG w tym przypadku pełnić ma dwie funkcje – jest materiałem jednowarstwowym, bardzo aktywnym, więc podobnie jak węgiel aktywny będzie miał zdolności sorbujące.
"Poza tym potrafimy budować struktury przestrzenne o określonych szczelinach pomiędzy kolejnymi warstwami grafenu, to jest kluczowe rozwiązanie, a zatem to są takie labiryntowe filtry, gdzie możemy budować struktury, które będą w stanie zachowywać określone te najdrobniejsze frakcje w fazie filtrowania wody”- wyjaśnił naukowiec. Według niego grafen może być również bardzo rozwiniętą elektrodą do dejonizacji wody metodami elektrochemicznymi.
„Myślę, że za trzy lata, a może wcześniej, będą filtry z materiałami na bazie grafenu” - zaznaczył prof. Kula.
HSMG może mieć również zastosowanie dla podwyższenia wytrzymałości kompozytów stosowanych w konstrukcjach rowerów - turystycznych, ale przede wszystkim sportowych. Materiał - w ocenie naukowca - mógłby się znaleźć w najbardziej odpowiedzialnych, pod względem mechanicznym, elementach konstrukcji rowerów.
„Nie ukrywam, że razem z naszymi partnerami celujemy w rowery sportowe, wyczynowe. Może na najważniejszych światowych imprezach kolarskich pojawią się rowery z naszym polskim grafenem wysoko wytrzymałym HSMG” - przekonywał naukowiec.
Według niego grafen może też znaleźć zastosowanie w czujnikach wykrywających m.in. gazy toksyczne, czy pole magnetyczne. Polscy specjaliści nadal też prowadzą badania nad zastosowaniem kompozytów na bazie „swojego” grafenu do budowy w przyszłości bezpiecznych zbiorników wodoru w samochodach.
Zdaniem prof Kuli, kiedy pojawią się pierwsze rzeczywiste rozwiązania z zastosowaniem tego grafenu, będzie musiał być on produkowany na skalę przemysłową. "Obszar, który cały czas kontynuujemy, to jest skalowanie produkcji grafenu do produkcji wielkoseryjnej tak, żeby w krótkim czasie, za rozsądną cenę produkować – jak ja to mówię – kilometry kwadratowe grafenu dobrej jakości. I te prace krok po kroku się posuwają” - podkreślił prof. Kula.
Polska Agencja Prasowa uruchomiła w kwietniu nowy cykl wideo pokazujący różne projekty innowacyjne, które powstają we współpracy naukowców i firm albo w ośrodkach badawczych w firmach. Cykl zatytułowany „Kierunek: Innowacje” będzie publikowany raz w tygodniu – w każdy czwartek. PAP chce pokazać m.in. te innowacyjne projekty, które powstają na uczelniach lokalnych, a nie w wielkich korporacjach. Zależy nam na praktycznym wymiarze tych projektów, chcemy, żeby to pomysłowość i społeczna użyteczność była znakiem rozpoznawczym naszego cyklu. (PAP)
