Koniec polskiego grafenu? Światowy autorytet nie wyklucza wyrzucenia Polski z elitarnego programu badawczego
Gdy kierownictwo największego unijnego programu badawczego poprosiło Polskę o wyjaśnienie, co dzieje się z naszym grafenem, nowo mianowany szef najlepszego nad Wisłą instytutu, nie był w stanie wydusić z siebie nic więcej niż to, że wszystko będzie w porządku. Pytany o szczegóły, nie był w stanie odpowiedzieć - relacjonuje w rozmowie WP Vladimir Falko, dyrektor Narodowego Instytutu Grafenu w Manchesterze.
Prof. Vladimir Falko jest fizykiem teoretycznym i dyrektorem National Graphene Institute na Uniwersytecie Manchesterskim, uchodzącym za światową kolebkę badań materiałem dwuwymiarowym. Brytyjski Narodowy Instytut Grafenu został wybudowany w latach 2013-2015 za 70 mln funtów z Komisji Europejskiej i rządu brytyjskiego. W laboratoriach NGI pracuje 250 naukowców, a kilkuset z nim współpracuje. W otoczeniu NGI powstało też ok 40 prywatnych firm zajmujących się zastosowaniem grafenu. Vladimir Falko jest także szefem oddziału zastosowań naukowych i materiałów programu Graphene Flagship, największej europejskiej inicjatywy badawczej z budżetem wartym miliard euro.
Bolesław Breczko, WP Tech: Czy pana zdaniem polski grafen jest zagrożony?
Prof. Vladimir Falko, Narodowy Instytut Grafenu w Manchasterze: Znam dr. Włodzimierza Strupińskiego od co najmniej 2009 roku. Poznaliśmy się podczas przygotowań do dużego programu europejskiego. Po jego odejściu z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) mam szczere obawy o dalszą działalność Instytutu w ramach Graphene Flagship. Strupiński był najlepszym polskim specjalistą w dziedzinie materiałów dwuwymiarowych. Nikt nie ma takiego doświadczenia i wiedzy jak on. Obawiam się, że bez niego ITME nie wywiąże się ze złożonych zobowiązań.
Chodzi o dostawy wysokiej jakości grafenu dla partnerów z programu Graphene Flagship?
Nie tylko. Niedawno instytut podjął się opracowania metod produkcji heksagonalnego azotku boru (inny przyszłościowy materiał, z którym uczeni wiążą ogromne nadzieje - przyp. red.). Wielu partnerów z Graphene Flagship już na niego czeka. Zadanie dostarczenia materiału zostało powierzone ITME, bo Instytut ma renomę jednego z najlepszych ośrodków zajmujących się materiałami dwuwymiarowymi na świecie. Ale tę renomę zbudował od zera dr Włodzimierz Strupiński i to on miał odpowiadać za badania i wdrożenie produkcji azotku boru.
Gdy rozmawiałem z Instytutem, to zapewniali mnie, że wszelkie zobowiązania względem programu Graphene Flagship będą dotrzymane.
Nas też o tym zapewniali. Gdy doszły do nas informacje o zwolnieniu doktora Strupińskiego, to poprosiliśmy dyrekcję ITME o wyjaśnienie sytuacji i przedstawienie planów produkcji azotku boru.
Rozwiali wasze wątpliwości?
Przedstawiciel ITME nie był w stanie wydusić z siebie nic więcej niż to, że wszystko będzie w porządku. Pytania o szczegóły i konkretne plany też nic nie pomagały. Dopiero gdy głos zabrał jego kolega, dawny współpracownik Strupińskiego, to dowiedzieliśmy się czegoś więcej.
Czy w związku z tym są plany, aby poszukać nowego dostawcy azotku boru?
Na razie nie. Wierzymy, że ITME dostarczy materiał. Instytut ma bardzo dobre laboratoria i sprzęt, a także ludzi, którzy wcześniej pracowali z materiałami dwuwymiarowymi. Jednak będziemy bacznie przyglądać się postępom. Jeśli im się nie uda, to będziemy musieli przemyśleć udział Instytutu w Graphene Flagship.
W Polsce często słyszy się, że grafen produkowany w ITME (na patencie dr. Strupińskiego) jest najwyższej jakości na świecie. Czy to prawda?
Ciężko powiedzieć o grafenie, że sam w sobie jest lepszej lub gorszej jakości. Na możliwości jego zastosowania składa się kilka czynników: materiał, na jakim został otrzymany, powierzchnia, cena i jakość rozumiana jako brak dziur i gładkość. W rzeczywistości o idealny grafen jest bardzo ciężko. Zwłaszcza w warunkach przemysłowych.
Czy to znaczy, że wkład polskich instytucji naukowych w rozwój badań nad grafenem na świecie nie jest wcale tak znaczący?
Największy wkład mają Niemcy i Amerykanie. Głównie ze względu na nakłady finansowe. W Stanach Zjednoczonych badania nad grafenem mocno wspiera sektor militarny, a z ich budżetem ciężko konkurować. Osiągnięcia polskich naukowców pozwoliły na dostarczenie taniego grafenu wysokiej jakości w dużych ilościach do zastosowania w elektronice i układach scalonych. Oprócz tego istnieje jeszcze kilka innych odmian grafenu, który jest wykorzystywany w badaniach i przemyśle.
(Jest to m.in. grafen płatkowy i grafen warstwowy na folii miedzianej – obie metody produkcji zostały wdrożone w ITME. Poziom uzyskiwanego tam materiału jest porównywalny ze światową czołówką – przyp. red.).
Czy Narodowy Instytut Grafenu w Manchesterze (którego Vladimir Falko jest dyrektorem) kupuje grafen z ITME?
Nie. Mamy swoje metody produkcji.
Jakie są mocne i słabe strony branży związanej z grafenem w Polsce?
Najmocniejszą stroną Polaków są startupy związane z grafenem. Mają dużo łatwiej niż te na Zachodzie Europy, np. w Niemczech.
Polskie startupy mają łatwiej niż niemieckie?
Tak. Wynika to z tego, że w Polsce nie ma dużych graczy na tym rynku. W Niemczech, takie koncerny jak Volkswagen, przytłaczają małe, kilkuosobowe startupy. Przejmują większość funduszy i specjalistów. A ich badania nastawione są na konkretne wyniki, nie mogą eksperymentować i zmieniać technologii w trakcie procesu, bo było dla nich za drogie. W Polsce jest inaczej. Małe firmy podchodzą do tematu ze świeżymi, oryginalnymi pomysłami. Dzięki temu może niedługo zobaczymy produkty, jakie w dużych firmach nigdy by nie powstały.
A słabe strony?
Brak wsparcia, które ograniczyłoby tym startupom koszty związane z badaniami. Nie mam na myśli dofinansowań rządowych, a specjalistyczne ośrodki, które będą potwierdzać właściwości proszków, past i atramentów grafenowych. Chodzi o to, że małe firmy nie produkują swojego grafenu. Nie mają do tego środków, ale wykorzystują półprodukty, które go zawierają (np. do wzmacniania materiałów kompozytowych). Dlatego małe firmy potrzebują proszku grafenowego o konkretnych właściwościach, ale przeprowadzenie takich badań jest bardzo drogie. Gdyby istniał niezależny ośrodek, który by wydawał takie certyfikaty, to byłoby to ogromne ułatwienie dla małych polskich firm.
Jakich produktów, wykorzystujących grafen, możemy spodziewać się w pierwszej kolejności?
Będą to prawdopodobnie produkty wykorzystujące drukowanie z użyciem grafenowego tuszu. Znajdą one zastosowanie we wszelkiego rodzaju czujnikach (np. antykradzieżowych w sklepach), detektorach w domach i budynkach. Z ciekawostek można wspomnieć o rowerze kolarskim zbudowanym we współpracy z firmą Perpetuus. Okazał się za lekki, aby można było go wykorzystać w profesjonalnych wyścigach. Ważył jedynie 3 kg. Świetnie to obrazuje możliwości, jakie daje grafen.
Jakimi badaniami ekscytuje się pan osobiście najbardziej?
Będzie to na pewno dziedzina, którą zajmuję się na co dzień, czyli optoelektronika i bezprzewodowe przesyłanie danych. Dzięki grafenowi będzie możliwe przyśpieszenie transferu kilkaset razy. Oprócz tego na pewno emocjonujący jest wyścig o pierwsze baterie grafenowe - znacznie pojemniejsze, o kilkusekundowym czasie ładowania i o wiele mniej podatne na nagrzewanie.
Ile czasu minie zanim takie baterie znajdziemy w smartfonach?
Myślę, że maksymalnie za 5 lat będziemy albo mieli już takie baterie, albo będziemy wiedzieli, że zbudowanie ich jest niemożliwe. Ale równie dobrze przełom może dokonać się za rok.
