Newsy

Polscy naukowcy pracują nad nowymi zastosowaniami grafenu. Niektóre rozwiązania, jak antykorozyjne farby, wkrótce trafią do sprzedaży

2022-04-04  |  06:25
Mówi:dr inż. Adrian Chlanda, zastępca kierownika Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki
dr inż. Tymoteusz Ciuk, kierownik Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki
  • MP4
  • Terapie antynowotworowe, magazyny energii i baterie, materiały kompozytowe, farby antykorozyjne, a nawet kremy przeciwtrądzikowe – to tylko część rozwiązań, w których naukowcy z warszawskiego Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki należącego do Sieci Badawczej Łukasiewicz wykorzystują odpowiednio zmodyfikowany grafen płatkowy. Polscy badacze mają już w tym obszarze duże sukcesy, potwierdzone patentami i publikacjami o międzynarodowym zasięgu. Część z opracowywanych przez nich rozwiązań trafi już niedługo na rynek. 

    Grafen jest jedną z alotropowych odmian węgla. To płaska warstwa pojedynczych atomów węgla ułożonych w sześciokątne struktury, przypominające wyglądem plaster miodu. Jest to bardzo wytrzymały materiał, a przy tym bardzo lekki i elastyczny. Doskonale przewodzi też ciepło i prąd elektryczny. Dlatego grafen jest wskazywany jako innowacyjny materiał o całym szeregu zastosowań, który w świecie elektroniki w przyszłości mógłby zastąpić krzem. Kolejnym, szczególnie perspektywicznym obszarem jest jego wykorzystanie w biomedycynie.

    – Jednym z zastosowań grafenu w kontekście biomedycznym są terapie antynowotworowe. W tym obszarze wraz z naukowcami z SGGW jesteśmy właścicielem patentu dotyczącego modyfikacji grafenu płatkowego z wykorzystaniem nanocząsteczek platyny, która ma udowodnione działanie przeciwnowotworowe. Odpowiednio przygotowany materiał może być wykorzystany jako nośnik leku, który dostaje się w miejsce zmienione nowotworowo, przylega do komórki  guza, dzięki czemu platyna przenika do jego wnętrza. Nasze badania, które zostały już opublikowane w prestiżowych czasopismach o zasięgu międzynarodowym, pokazują, że guz poddany takiej terapii zmniejsza się, co świadczy o jej skuteczności – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Biznes dr inż. Adrian Chlanda, zastępca kierownika Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty w Łukasiewiczu – Instytucie Mikroelektroniki i Fotoniki.

    Zadaniem grafenu jest dostarczenie skondensowanej dawki takich cząsteczek w miejsce zmienione nowotworowo i umożliwienie wchłonięcia tych cząsteczek przez komórki nowotworowe, co doprowadza w ten sposób do ich śmierci.

    Grafen w obszarze biomedycznym może mieć wiele różnych zastosowań. Można tu wspomnieć również m.in. o medycynie regeneracyjnej, w której grafen będzie wykorzystywany do odbudowy różnego rodzaju tkanek – mówi dr inż. Adrian Chlanda.

    Grafen znajduje tu zastosowanie np. jako składnik lub pokrycie nowoczesnych, trójwymiarowych rusztowań. Ich powierzchnia odpowiada za interakcje z żywą materią, czyli tkankami i komórkami. Takie zastosowanie grafenu ma umożliwić regenerację tkanki, np. kostnej.

    – Aby w pełni wykorzystać potencjał grafenu płatkowego, staramy się w Łukasiewiczu – Instytucie Mikroelektroniki i Fotoniki wytwarzać z grafenu pokrycia rusztowań wykonanych z różnych materiałów, w tym: ceramicznych, metalicznych i polimerowych. Wówczas uzyskujemy efekt, dzięki któremu takie rusztowanie staje się bardziej bioaktywne i bardziej przyjazne dla komórek. Można powiedzieć, że stwarza im dom, w którym komórki bardzo chętnie mieszkają – mówi zastępca kierownika Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty.

    Naukowcy oceniają, że na wprowadzenie produktów grafenowych na rynek biomedyczny trzeba jeszcze poczekać, głównie ze względu na długi proces badań przedklinicznych i klinicznych.

    Z kolei w kontekście pandemii COVID-19 możemy potraktować grafen jako składnik maseczek medycznych. Wówczas będzie zachodził efekt fotokatalizy: dzięki naświetlaniu promieniowaniem słonecznym grafen będzie wspomagał czyszczenie materiału i pozbawiał go wszelkich grzybów, pleśni i wirusów – podkreśla ekspert.

    – Potencjał grafenu obejmuje nie tylko przemysł biomedyczny, ale i kosmetyczny. Jego właściwości antybakteryjne i przeciwtrądzikowe mogłyby znaleźć bezpośrednie zastosowanie np. w kremach i maseczkach kosmetycznych – dodaje dr inż. Tymoteusz Ciuk, kierownik Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty w IMiF.

    Naukowcy pracują także nad materiałami kompozytowymi z dodatkiem grafenu, który sprawia, że są one bardziej wytrzymałe. Z pasty grafenowej, czyli zawiesiny o bardzo dużym stężeniu, są w stanie wytworzyć papier grafenowy, który może mieć zastosowanie w odprowadzaniu ciepła z urządzeń elektronicznych. Wydajne odprowadzanie ciepła z urządzeń elektronicznych niesie ze sobą dwie korzyści: poprawia jego parametry użytkowe oraz wydłuża jego żywotność.

    Liczymy, że odbiorcą naszego grafenu będą przede wszystkim rynki nowoczesnych materiałów kompozytowych, gdzie grafen płatkowy pod postacią zredukowanego tlenku grafenu mógłby istotnie poprawić właściwości mechaniczne przy jednoczesnym zmniejszeniu wagi. Myślimy tu m.in. o konstrukcjach kadłubów łodzi, katamaranów, ale także ultralekkich samolotów – dodaje dr inż. Tymoteusz Ciuk.

    Inne potencjalne zastosowanie grafenu to magazyny energii i baterie.

    Grafen może być wykorzystany jako podstawowe elementy – czyli katoda i elektroda – budujące baterię. Możemy też zastosować go jako warstwę wierzchnią ogniwa, dzięki czemu bateria będzie szybciej odprowadzać ciepło i wolniej się nagrzewać. Gdybyśmy pomyśleli o powerbanku wytworzonym z grafenu, ładowałby się on szybciej, przy okazji szybciej ładując też nasze urządzenia, umożliwiając ich dłuższą i bezpieczniejszą eksploatację – wyjaśnia dr inż. Adrian Chlanda. – Innym zastosowaniem, nad którym pracujemy, są lakiery antykorozyjne oraz smary. W naszym portfolio posiadamy patent wraz z naukowcami z WAT i Łukasiewicza – IMP na wodorozcieńczalny lakier z dodatkiem grafenu. Jego działanie antykorozyjne zostało już udowodnione, więc za jakiś czas będziemy w stanie zaproponować ten produkt komercyjnie.

    Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki ma wieloletnie doświadczenie w badaniach nad grafenem płatkowym. Grafen może występować w formie roztworu lub po wysuszeniu – w formie proszku o różnej wielkości płatków, dlatego znajduje tak dużo potencjalnych zastosowań. Żeby możliwe było wykorzystanie go w produktach biomedycznych, konieczne jest zagwarantowanie wysokiej jakości (czystości) i powtarzalnych właściwości finalnego materiału. Na tym i obniżeniu kosztów produkcji skupiają się naukowcy warszawskiego instytutu, by umożliwić wdrożenie produktów na bazie grafenu na rynek.

    – To, co wyróżnia Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, to dostęp do wysokiej klasy aparatury ulokowanej w nowoczesnych laboratoriach. Dzięki temu jesteśmy w stanie zaproponować materiał szyty na miarę. Wyobrażamy sobie, że firma, która się do nas zgłosi, zaprezentuje swój pomysł na budowanie przewagi rynkowej, a my wykorzystując własne doświadczenie i wiedzę, opracujemy dedykowany materiał, który będzie spełniał narzucone wymagania, a także pozwoli wyróżnić się na tle konkurencji – podkreśla dr inż. Tymoteusz Ciuk.


    Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza atrakcyjne, kompletne i konkurencyjne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Angażuje przy tym najwyższe w Polsce kompetencje naukowców i unikalną w skali kraju aparaturę naukową. Co najważniejsze, przedsiębiorca nie ponosi żadnych kosztów związanych z opracowaniem pomysłu na prace badawcze. Łukasiewicz w dogodny sposób wychodzi naprzeciw oczekiwaniom biznesu. Przedsiębiorca może zdecydować się na kontakt nie tylko przez formularz na stronie https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/, ale także w ponad 50 lokalizacjach: Instytutach Łukasiewicza i ich oddziałach w całej Polsce. Wszędzie otrzyma ten sam wysokiej jakości produkt lub usługę. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: zdrowie, inteligentna mobilność, transformacja cyfrowa oraz zrównoważona gospodarka i czysta energia.

    Kalendarium

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Transport

    Elektryfikacja floty będzie wyzwaniem dla warsztatów i producentów części zamiennych. Popyt na klasyczne komponenty znacząco spadnie

     Dopiero w 2038 roku po europejskich drogach będzie jeździć więcej elektryków niż samochodów spalinowych – wynika z prognoz kancelarii Roland Berger i Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Części Motoryzacyjnych CLEPA. Rynek części zamiennych i warsztatów musi jednak już dziś się przygotować na znaczące przyspieszenie elektryfikacji, która pociągnie za sobą spadek popytu na klasyczne komponenty. Z drugiej strony musi być także gotowy na konieczność równoległej obsługi jeszcze przez wiele lat floty spalinowej oraz elektrycznej. Chociaż nadchodzące lata będą okresem dużych zmian i wyzwań, to rynek widzi też dla siebie szanse. 

    Problemy społeczne

    O pracownikach 50+ krąży wiele szkodliwych stereotypów. Ta grupa wiekowa wymaga dostrzeżenia i docenienia na rynku pracy

    Wraz ze starzeniem się społeczeństwa na polskim rynku pracy przybywa osób w wieku 50+ i ten trend będzie się tylko nasilać. Ich sytuacja jest jednak skomplikowana: z jednej strony pracodawcy doceniają ich staż, lojalność i doświadczenie, z drugiej strony nadal obecne jest zjawisko ageizmu, a wielu pracodawców – niezależnie od kompetencji dojrzałych pracowników – preferuje zatrudnienie młodszych osób, które mają niższe oczekiwania płacowe. Statystyki pokazują, że w tej sytuacji dla wielu starszych pracowników rozwiązaniem jest własny biznes – według danych CEIDG w 2022 roku osoby po 50-tce założyły ponad 35 tys. nowych, jednoosobowych działalności gospodarczych, czyli 12 proc. wszystkich zarejestrowanych w tym czasie.

    Prawo

    Algorytmy mają niższą skuteczność w wykrywaniu plagiatów muzycznych niż ludzie. Mogą być jednak cennym narzędziem pomocniczym

    Sztuczna inteligencja nie zastąpi ludzi w ocenianiu, czy dany utwór muzyczny jest plagiatem – uważają naukowcy z Auckland. Analizie poddano 40 historycznych spraw o plagiat. Sztuczna inteligencja wykazała o 8 pkt proc. niższą skuteczność niż ludzie. Do podstawowych ograniczeń zastosowania algorytmów w takich sprawach zalicza się zbyt małą i obarczoną błędem selekcji bazę wiedzy. Sztuczna inteligencja opiera się bowiem na sprawach, w których zapadły wyroki, nierzadko kontrowersyjne. Większość sporów z oczywistym wynikiem było natomiast rozstrzyganych poza wokandą.

    Partner serwisu

    Instytut Monitorowania Mediów

    Szkolenia

    Akademia Newserii

    Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.