Poláci objevili, jak vyrábět unikátní materiál grafen

Pokud má špičkový vědec vypadat trochu výstředně, tak Zygmunt Luczyński, ředitel polského Institutu technologií elektronických materiálů (ITME), tomuto požadavku svými dlouhými vlasy, vousem a rumcajsím projevem vychází vstříc. Když se však rozpovídá o dosud zřejmě největším úspěchu svého ústavu, revoluční metodě výroby nového materiálu budoucnosti – grafenu, tak jde jistá komunikační neohrabanost stranou.
„Grafen je materiál, který v budoucnu budeme mít kolem sebe tak často a běžně jako dnes plasty,“ rozhazuje rukama ve své pracovně.
Grafen je pevný materiál revolučních vodivých i fyzických vlastností. Za jeho objev dostali loni Nobelovu cenu za fyziku dva vědci ruského původu Andre Geim a Konstantin Novoselov. Mohl by se mimo jiné stát základem „elektronického papíru“, kdy například na ruličce o rozměru dnešní papírové čtvrtky A4 budou telefon, tablet a čtečka elektronických knih
v jednom. Nebo by vodivé vlastnosti grafenu mohly zásadně vylepšit vlastnosti fotovoltaických panelů. Nebo si lze – pomocí grafenu a jeho rychlé přenosové schopnosti – představit baterii u tramvaje, která při brždění svoji energii nemění zbůhdarma v teplo, ale pohotově ji skladní pro pozdější pohon.

Polské Silicon Valley
ITME nedáno získal na svoji metodu výroby grafenu polský patent a nyní – za pomoci státních a unijních peněz – usiluje o celosvětovou patentovou ochranu. Podaří-li se to, otevírají se před polskými vědci zajímavé obzory.
„Zájem je obrovský. Přicházejí zástupci firem i investičních fondů. Stále chci být především vědcem, ale poslední dobou je to horší,“ říká Wlodzimierz Strupiński, vedoucí týmu, který novou metodu výroby grafenu během posledních let vynalezl a odzkoušel.
Strupiński, jenž s oběma objeviteli grafenu úzce spolupracuje, je o generaci mladší než Luczyński. Z jeho projevu je  jasné, že mu byznys není cizí, i když je především vědcem. „To nejde oddělit. I kdyby mne zaměstnala nějaká firma, tak
vždy musí být někdo, kdo garantuje technologickou stránku výroby. Takže budu vždy raději vědcem,“ říká Strupiński o případném přechodu od vědy do byznysu.
ITME sídlí v ošuntělých budovách se starým nábytkem, které jsou částí průmyslové zóny na severozápadním okraji Varšavy. Za socialismu to mělo být polské Sillicon Valley, centrum špičkových technologií. Z nich však zůstaly jen
ITME a jedna menší továrna, vlastněná nyní dánským koncernem.
Ačkoli zvenčí obě budovy institutu nevypadají nijak výjimečně, uvnitř jsou laboratoře chráněny vstupními kódy a návštěvníci se nesmějí podívat kamkoli. Pracuje se tu jak pro stát, pod nějž ITME patří, tak pro soukromé firmy. „Děláme
něco pro firmu, která v Polsku zkoumá břidličné plyny, ale víc vám k tomu říci nemůžu,“ svěřuje se ředitel Luczyński, když hovor zabrousí na současně nejpopulárnější téma polského hospodářství. Do deseti let v průmyslu Základ své metody výroby grafenu, který ITME posílá k výzkumu kolegům do celého světa, oba vědci prozradit mohou. „O jeho výrobu
se pokoušejí různými metodami v Texasu či v Jižní Koreji. Náš patent spočívá v tom, že jsme jako bázi zvolili zařízení, které se už nyní používá k výrobě polovodičů z karbidu křemíku metodou odpařování,“ vysvětluje Strupiński.
Pro firmy je taková metoda výhodná, protože znají její základ a nemusejí začínat úplně od nuly, a polská metoda se dá velmi dobře propojit se stávající technologií. V Polsku nyní vláda tlačí na komercializaci výzkumu, proto štědře dotuje
patentovou ochranu pro metodu vynalezenou v ITME. Grafen se nyní zkoumá po celém světě, v malém je ho schopno vyrábět podle doktora Strupińského asi patnáct firem. Polská metoda je unikátní i díky tomu, že dosud známé
metody umožňují výrobu jen malých kousků grafenu, především jako prášku. Poláci míří k tomu, aby to byly větší kusy o stranách v řádu desítek centimetrů. Výzkum grafenu financuje i Evropská unie, řady vlád a též soukromé firmy. „Viděl bych to tak v horizontu deseti let, kdy bude grafen užíván masově v komerčních výrobcích,“ říká ředitel
Luczyński.

Co je to grafen

Ultratenký plochý materiál složený z jedné vrstvy atomů uhlíku poskládaných do pravidelné struktury šestiúhelníku
s neobvyklými vlastnostmi elektronů. Teoreticky popsán už před desítkami let, prakticky vyroben poprvé v roce 2004.
Z něho vyrobená látka byla v testu dvěstěkrát pevnější než ocel. Má i vynikající vodivé vlastnosti.

Budoucnost
obrovská očekávání s grafenem spojuje hlavně elektrotechnický průmysl, kde se užití dosavadních křemíkových polovodičů dostává na hranici možností.