Jak wykorzystać grafen, najbardziej obiecujący materiał, nad którymi obecnie pracuje nauka? Może uda się go użyć do produkcji samolotów? Takie zadanie postawili przed sobą naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej, którzy wraz z 11 partnerami pracują nad nowoczesnymi materiałami dla przemysłu lotniczego.
Grafen to najbardziej wytrzymały materiał na świecie. Jego wynalezienie zostało rok temu nagrodzone nagrodą Noble'a. Ma niezwykłe właściwości: jest przezroczysty, najcieńszy, bo ma grubość jednego atomu, sto razy wytrzymalszy niż stal, a do tego ma niezwykłe właściwości przewodzące. W przemyśle elektronicznym z powodzeniem mógłby zastąpić krzem. Laboratoria na całym świecie ścigają się, szukając najlepszych metod otrzymywania i zastosowania grafenu.
Politechnika Rzeszowska wraz z 11 partnerami w ramach największego w kraju projektu badawczego szuka nowoczesnych materiałów dla przemysłu lotniczego. Wśród zastępu naukowców z najróżniejszych dziedzin są również chemicy, którzy przede wszystkim szukają niepalnych materiałów do produkcji samolotów, by wyeliminować jedną z istotniejszych przyczyn katastrof lotniczych. Ale od kilku miesięcy pracują też nad wykorzystaniem grafenu. Do czego mógłby się on przydać w samolotach?
W PZL Świdnik zwrócono nam uwagę na problem z montażem instalacji do odmrażania w śmigłowcach i samolotach. Elementy łopat, wirników i skrzydeł muszą mieć instalacje odmrożeniowe. Stanowią ją przede wszystkim druty oporowe, przez które przepuszczany jest prąd - mówi prof. Henryk Galina, kierownik Katedry Technologii i Materiałoznawstwa Chemicznego Politechniki Rzeszowskiej.
Okazało się, że podczas montażu instalacji odmrażającej druty muszą być klejone, a prace znacznie ułatwiłoby wynalezienie takich klejów, które przewodziłyby elektryczność. Znaliśmy już wcześniej takie kleje, bo wystarczy wprowadzić do polimeru dobrze rozdrobnione srebro, aby uzyskać przewodnictwo. Tyle że tego srebra trzeba 30 proc., a z taką ilością domieszki klej traci swe właściwości - opowiada prof. Galina. Prowadzone przez dwa lata badania z wykorzystaniem polimerów przewodzących nie przyniosły oczekiwanych rezultatów. Właśnie wtedy pojawiły się pierwsze informacje o grafenie. Rzeszowscy naukowcy, korzystając z wyników badań naukowców ze Szczecina, które pokazały, że już dzięki domieszce 1 proc. grafenu uzyskuje się przewodnictwo, postanowili przetestować, czy materiał ten sprawdzi się w przemyśle lotniczym.
Badania zaczęły się w tym roku, a na zlecenie Politechniki Rzeszowskiej fizycznie prowadzone są w Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu. Tam naukowcy sprawdzają, czy kleje z domieszką grafenu stabilnie przenoszą tak duży ładunek prądu, jaki jest potrzebny w instalacjach odmrażających i czy są wystarczająco trwałe.
Zgodnie z planami prace rozpoznawcze mają być zakończone do końca listopada. Jeśli przyniosą pozytywne rezultaty, a wszystko wskazuje na to, że tak właśnie będzie, będą one kontynuowane. Wyprodukowana porcja kleju z grafenem trafi na testy do PZL Świdnik. Mam nadzieję, że cena grafenu spadnie i my także włączymy się do badań. Po ich zakończeniu będziemy mogli wystąpić o opatentowanie wyników, a po zakończeniu projektu negocjować wdrożenie technologii w zakładach przemysłowych - mówi prof. Galina.
Jak można wykorzystać grafen?
Przez to, że jego największą zaletą jest przewodnictwo elektryczne, może zastąpić krzem. Pokryty nim ekran dotykowy ma szansę działać idealnie. Zgodnie z przewidywaniami grafen może być też wykorzystywany do produkcji przejrzystych, zwijanych w rolkę wyświetlaczy dotykowych oraz paneli słonecznych, a tworzywa sztuczne z jego dodatkiem będą bardziej wytrzymałe i odporne na temperaturę. Będą z nich mogły być produkowane samochody oraz samoloty.
Poważny problem jeszcze niedawno stanowiło jego przemysłowe uzyskiwanie. Metoda zaproponowana przez jego wynalazców za pomocą taśmy przylepnej Scotch absolutnie się do tego nie nadawała. Ale dziś metod jego wytwarzania jest coraz więcej. Jedną z nich, która daje jak dotąd najlepszej jakości grafen, zaproponowali polscy naukowcy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych i Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
Pozostanie jeszcze wymyślenie komercyjnych jego zastosowań. Na początku października Agencja Rozwoju Przemysłu powołała spółkę Nanocarbon, która ma pracować właśnie nad komercyjnym wykorzystaniem grafenu. By jej prace były efektywne, pomóc jej mają zewnętrzni eksperci z różnych dziedzin, których połączyć ma internetowa platforma.
Wyścig o najlepsze wykorzystanie grafenu trwa na całym świecie, a pierwsze produkty z jego zastosowaniem już się pojawiły. Samsung stworzył prototypowe ekrany dotykowe do komórek i laptopów, a IBM - grafenowy tranzystor.
autor: Agata Kulczycka
źródło: Gazeta.pl
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz