Grafen jest znanym materiałem: rysik w ołówkach to w rzeczywistości grafit, który składa się z wielu ułożonych na sobie warstw grafenu. Po wyizolowaniu warstwy o grubości pojedynczego atomu w 2004 roku przez Andrieja Gejma i Konstantina Nowosiołowa na Uniwersytecie w Manchesterze, naukowcy odkryli niezwykłe właściwości poszczególnych warstw grafenu. Należy do nich najwyższa przewodność cieplna spośród wszystkich znanych materiałów, a także bardzo wysoka wytrzymałość i przewodność elektryczna. Ponadto grafen jest nieprzepuszczalny, przezroczysty i elastyczny, a kombinacje tych właściwości mogą być wykorzystywane w wielu różnych dziedzinach.
Celem finansowanej przez UE inicjatywy
Graphene Flagship jest przeniesienie grafenu i materiałów grafenowych (GRM) z laboratorium na rynek w postaci nowych ekscytujących i wszechstronnych produktów. Celem inicjatywy było także przyczynienie się do wzrostu gospodarczego Europy poprzez stworzenie nowych możliwości zatrudnienia.
Znaczące inwestycje
Jest to największa inicjatywa badawcza UE – przy czasie realizacji 10 lat i budżecie wysokości 1 mld EUR stanowi nową formę wspólnych skoordynowanych badań na niespotykaną dotąd skalę. Jest współfinansowana przez Komisję Europejską, państwa członkowskie i kraje stowarzyszone i zrzesza ponad 150 grup badawczych w 23 krajach, obejmujących instytucje akademickie, instytuty badawcze i przemysł. „Prace badawcze obejmują cały łańcuch wartości, od produkcji materiałów do technologii komponentów i integracji systemów, od elektroniki lub optoelektroniki do materiałów kompozytowych, akumulatorów i powłok”, tłumaczy prof. Jari Kinaret, dyrektor Graphene Flagship.
W bieżącej fazie programu (znanej jako Core2), przypadającej na lata 2018–2020, realizowanych jest sześć głównych projektów. Projekty te koncentrują się na wielu różnych zastosowaniach, ale wszystkie mają na celu opracowanie nowych lub ulepszonych produktów wykorzystujących GRM. Potwierdzeniem przechodzenia w kierunku wyższego poziomu gotowości technologicznej jest założenie przez organizacje partnerskie sześciu spółek spin-off. Te wykorzystujące zdobycze naukowe partnerów firmy pozyskały ponad 20 mln EUR środków na rozpoczęcie działalności.
„Trudno jest wybrać najciekawsze spośród wyników”, mówi prof. Kinaret. „Chciałbym jednak wspomnieć o niezwykle szybkich systemach łączności, takich jak bardzo szybkie fotodetektory i przełącznik fotoniczny do systemów komunikacji 5G”. Warto wymienić też połączenie różnych skalowalnych technologii produkcji płatków grafenowych w oparciu o elektrochemię lub eksfoliację ścinającą, przy czym obie zostały już wprowadzone na rynek.
Istotne korzyści
Inicjatywa promuje również zrównoważony rozwój, a badacze pracują nad kilkoma technologiami związanymi z energią odnawialną. „Na przykład budujemy farmę solarną na Krecie i rozwijamy technologie magazynowania energii, które są kluczowe dla elektromobilności”, wyjaśnia prof. Kinaret. „Mówiąc bardziej ogólnie, wiele technologii, nad którymi pracujemy, zmniejsza zużycie energii dzięki umożliwieniu wytwarzania lżejszych samochodów i samolotów. Ponadto opracowujemy szeroką gamę czujników do zastosowań środowiskowych i medycznych”.
Wyjątkowe właściwości cieplne i wytrzymałościowe grafenu sprawiają, że idealnie nadaje się on do poprawy wydajności urządzeń lotniczych i satelitarnych. W połączeniu z materiałami kompozytowymi lub tworzywami sztucznymi grafen zyskuje unikalne właściwości pod względem całkowitej wytrzymałości i przewodności cieplnej. Grafen przydaje się również w nowych zastosowaniach diagnostycznych i leczniczych, takich jak dostarczanie leków i biosensory.
Europa jest obecnie jednym z głównych graczy, jeżeli chodzi o grafenową rewolucję. „Przenosząc grafen ze sfery laboratoriów naukowych na rynek, inicjatywa Graphene Flagship ma przyczynić się do wzrostu gospodarczego, tworzenia nowych miejsc pracy i nowych możliwości dla Europejczyków, zarówno inwestorów, jak i pracowników”, podsumowuje prof. Kinaret.
poleca:
