Patent na przyszłość

Brzmi prosto

Jak powstaje cieniutka na grubość jednego atomu duża warstwa grafenu? Proces nie jest ani długotrwały, ani specjalnie skomplikowany. Potrzeba odpowiednich urządzeń i wiedzy. Nawiasem mówiąc, urządzenia, piece, których używają inżynierowie, są tak naprawdę przeznaczone do zupełnie innych celów. W teorii proces powstawania grafenu nie jest skomplikowany. Do odpowiednio zbudowanego pieca, w którego wnętrzu panuje temperatura około 1500 st. C, wprowadza się krążek wyszlifowanego węglika krzemu. To na jego powierzchni powstanie jednoatomowa warstwa węgla. Następnie krążek wprowadza się w ruch wirowy, a nad jego powierzchnią przepuszcza się strumień gazu szlachetnego, argonu, wymieszanego z niewielką ilością jakiegoś węglowodoru, np. metanu albo etanu. W wysokiej temperaturze, jaka panuje w piecu, cząsteczki węglowodorów rozpadają się, a węgiel, który je tworzył, osiada na wirujący krążek, tworząc jednolitą warstwę węgla, czyli grafen. Ot, i cała filozofia. Gdyby nie liczyć czasu, jaki jest potrzebny na rozgrzanie do odpowiedniej temperatury pieca, warstwa grafenu na jednym krążku powstaje w kilka minut. W rzeczywistości sprawa jest bardzo skomplikowana. Odpowiednia temperatura, mieszanka gazów, konstrukcja urządzenia, czas, a potem obróbka, to w tych szczegółach kryje się sukces. No i patenty. Z doktorem Zygmuntem Łuczyńskim, dyrektorem Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych, rozmawiamy najpierw w jego biurze, potem w kolejnych laboratoriach. Kilka tygodni temu skończyła się kadencja dr. Łuczyńskiego. Wystartował w kolejnym konkursie na stanowisko dyrektorskie. Wystartował i wygrał, ale Ministerstwo Gospodarki unieważniło konkurs w dość niejasnych okolicznościach. Sprawę będziemy śledzili. Szkoda gdyby okazało się, że polityczne koneksje są ważniejsze od fachowości.

Co to jest grafen?

To materiał, który ma grubość zaledwie jednego atomu i wręcz kosmiczne właściwości. Grafen jest zbudowany z atomów węgla ułożonych w sieć. Bardzo mocną i elastyczną. O właściwościach mechanicznych 100-krotnie lepszych od stali. Poza tym jest bardzo lekki i idealnie przewodzi prąd oraz ciepło. Jest też przezroczysty. Grafen może być powszechnie stosowany w inżynierii. Może w przyszłości, zamiast ze stali i betonu, mosty, budynki, ale także pojazdy będą wykonywane z grafenu. Ale właściwości mechaniczne to dopiero początek. Węgiel w niedalekiej przyszłości zastąpi krzem w komputerach. W skrócie – grafen to materiał przyszłości dla wszelkiego rodzaju elektroniki. A także medycyny! Wiele wskazuje na to, że grafen ma właściwości antynowotworowe i antybakteryjne, a wykonane z grafenu kulki – tzw. fullereny – mogą być wykorzystywane do transportu leków w organizmie.