Grafen - co mogą atomy węgla połączone w plaster miodu?

Ostatnia aktualizacja: 10.04.2024 22:09
Jedno z warszawskich rond nosi imię "Grafen". Może ono skłaniać do pytania "kim był", lepiej jednak zastanowić się "czym jest", i dlaczego nazywamy go materiałem przyszłości. Za badania nad nim Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow z Uniwersytetu w Manchesterze otrzymali w 2010 Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. A polscy naukowcy z Łukasiewicz - Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki wciąż odkrywają jego nowe właściwości.
Grafen to nanomateriał przyszłości
Grafen to nanomateriał przyszłościFoto: shutterstock/TunedIn by Westend61
  • Grafen to nanomateriał. Atomy węgla są w nim ułożone w specyficzną sieć, która wygląda jak plaster miodu. 
  • Naukowcy z Łukasiewicz - Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki od 10 lat badają jego właściwości i pracują nad praktycznymi zastosowaniami grafenu. 
  • Materiał może mieć szerokie zastosowania w biomedycynie, ale też w branży motoryzacyjnej czy kosmicznej. 

Grafen - materiał przyszłości

Bezimienne warszawskie rondo zostało nazwane Rondem Grafenu. - Nasz instytut jedną ze swoich siedzib ma przy ulicy Wólczyńskiej w Warszawie, bardzo blisko tego ronda. Zależało nam, żeby nosiło takie imię. Tam właśnie od 10 lat prowadzimy badania nad grafenem - mówi Patrycja Skoczek, kierownik działu marketingu Łukasiewicz Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki. - Chcemy, żeby coraz więcej ludzi wiedziało o tym materiale, bo mówi się, że grafen to materiał przyszłości. 

Grafen nie jest postacią ani tworzywem. - To jest materiał, ale nie taki do szycia. To materiał inżynierski, taki jak ceramika, tworzywa sztuczne, stopy metali. Grafen jest jednym z nich, może być wykorzystywany w szerokich aplikacjach - wyjaśnia Adrian Chlanda z Łukasiewicz - Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki. - Warto wiedzieć, że to nie jest pierwiastek, ale nanomateriał węglowy. 

Grafen - nanomateriał węglowy

- Nano to przedrostek mówiący, że coś jest małe, w małym rozmiarze. Taki właśnie jest grafen - mówi naukowiec. - W tej skali zaczynają obowiązywać nieco inne zasady fizyki, to wymiar bezpośrednio związany ze skalą atomową. Nasz materiał, który produkujemy w instytucie, to atomy węgla ułożone w specyficzną sieć, którą polubiłby Kubuś Puchatek, bo wyglądają jak plaster miodu.

W 2010 roku Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow z Uniwersytetu w Manchesterze otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za badania nad grafenem. - Sam grafen ma około 20 lat, wtedy ogłoszono "jego przybycie" - przypomina badacz. - Ci panowie odrywali z grafitu pojedyncze warstwy węglowe, za pomocą taśmy klejącej. To im się udało - i zapoczątkowali wielką grafenową rewolucję. 

Grafen - moc możliwości

Adrian Chlanda, szefujący grupie badawczej grafenu płatkowego, zwraca uwagę na szeroki wachlarz potencjalnych zastosowań tego rozwiązania oraz na liczne badania prowadzone w celu dokładniejszego poznania jego właściwości. 

- Moim konikiem są zastosowania w kierunku biomedycznym - zdradza. - Wśród nich można wymienić:

  • Zastosowanie w terapiach nowotworowych - grafen może być platformą, nośnikiem leków do terapii celowanej. Mamy patent wskazujący, że platformy grafenowe pokryte metaliczną cisplatiną, wraz z lekiem po wszczepieniu w miejsce zmienione rakowo sprawiają, że ten guz zaczyna się kurczyć, zaczyna obumierać. Jest to bezpośredni, jasny wskaźnik, że terapia może być skuteczna.
  • Zastosowanie w inżynierii tkankowej - by wspomóc regenerację jakiejś tkanki np. kostnej. 
  • Zastosowanie antybakteryjne, biobójcze. Materiały metaliczne wykazują silny odczyn bakteriobójczy po pokryciu naszym materiałem - grafenem. 

Wśród innych kierunków badań nad grafenem jest m.in. praca nad smarami z dodatkiem materiałów grafenowych, by ograniczyć tarcie. Tym zastosowaniem zainteresowana jest branża auto-moto. Prowadzone są prace nad projektem dla Europejskiej Agencji Kosmicznej.  - Prowadzimy szerokie spektrum działań - akcentuje Adrian Chlanda. - Pracujemy nad powłoką barierową, która będzie zatrzymywała wodór - to może być wykorzystywane do budowy nowej generacji zbiorników wodorowych. Mamy patent na wodorozcieńczalny lakier z grafenem o właściwościach antykorozyjnych. Ten nanomateriał jest też bardzo wytrzymały, może być stosowany w kompozytach, sprawiać, że materiały będą bardziej odporne na ściskanie czy rozciąganie. 

Patrycja Skoczek podkreśla również promocyjną i popularyzującą naukę rolę Łukasiewicz Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki. Wierzy, że wiedza o grafenie, jego możliwościach to klucz do zrozumienia technologii przyszłości, bo ten materiał ma dużą szansę, by zmienić nasze życie w przyszłości. Spektrum jego działania jest bardzo szerokie. 

***

Tytuł audycji: Czwórka do piątej

Prowadzi: Marta Hoppe

Goście: Patrycja Skoczek (kierownik działu marketingu Łukasiewicz Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki), Adrian Chlanda (Łukasiewicz Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki)

Data emisji: 10.04.2024

Godzina emisji: 14.14

pj/wmkor

Czytaj także

Internet rzeczy w inteligentnym mieście. Jak działa IoT?

Ostatnia aktualizacja: 17.05.2023 17:20
Inteligentne miasta to nie tylko koncepcja czy marzenie o przyszłości. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom internetu rzeczy (IoT) wiele z nich jest już aktywnych i szybko się rozwija.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Techniki jądrowe i zastosowanie promieniowania w medycynie

Ostatnia aktualizacja: 17.08.2023 21:33
Przez lata było popularne myślenie, że promieniowanie czy substancje promieniotwórcze działają na człowieka wyłącznie w szkodliwy sposób. Najlepszym dowodem na to, że takie twierdzenie mija się z prawdą, jest medycyna nuklearna, która zarazem stanowi jedną z najdynamiczniej rozwijających się specjalności medycznych. 
rozwiń zwiń