Węglowe innowacje, czyli jak nanotechnologie mogą zmienić świat

Partnerem publikacji jest BGK
opublikowano: 02-09-2022, 13:45
aktualizacja: 05-09-2022, 14:31
Play icon
Posłuchaj
Speaker icon
Close icon
Zostań subskrybentem
i słuchaj tego oraz wielu innych artykułów w pb.pl

Czy węgiel może być innowacyjny? Naukowcy oraz przedstawiciele świata biznesu spróbowali odpowiedzieć na pytanie, czy nanotechnologie węglowe mogą odmienić polską gospodarkę.

Spotkanie prowadził Łukasz Korycki, zastępca redaktora naczelnego „Pulsu Biznesu”. Jego gośćmi byli: Beata Daszyńska-Muzyczka, prezes Banku Gospodarstwa Krajowego; dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, adiunkt w Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej; prof. Łukasz Kaczmarek, prodziekan ds. rozwoju, Wydział Mechaniczny Politechniki Łódzkiej; dr inż. Paweł Smoleń, menedżer badań i rozwoju Smart Nanotechnologies; dr inż. Adam Szatkowski, MBA prezes fundacji Nanonet, koordynator Śląskiego Klastra NANO.

Idea 3W

Cykl debat 3W w „Pulsie Biznesu” — woda, wodór, węgiel — to inicjatywa Banku Gospodarstwa Krajowego. Jej zadaniem jest promowanie idei wykorzystywania tych surowców w celu tworzenia technologii przyjaznych środowisku i dających polskim firmom przewagi konkurencyjne. Podczas ostatniego spotkania pt. „Węglowe innowacje, czyli jak nanotechnologie mogą zmienić świat” eksperci przedstawili aktualne wyzwania stojące przed branżą nanotechnologii węglowych i podkreślili korzyści, jakie mogą one przynieść dla polskiej gospodarki.

dr inż. Paweł Smoleń
menedżer badań i rozwoju Smart Nanotechnologies

Idea 3W może znacznie przyspieszyć szereg prac i projektów związanych z wykorzystywaniem nowoczesnych form węgla oraz zwiększyć świadomość wśród potencjalnych odbiorców.

— Idea 3W wzbudziła ogromne zainteresowanie w środowisku naukowym oraz wśród przedsiębiorców. Zrodziła się podczas dyskusji z młodymi ludźmi o tym, co będzie decydowało o rozwoju gospodarczym w ciągu najbliższych 30 lat, nie tylko w Polsce, ale też na świecie — opowiedziała o genezie idei 3W prezes BGK Beata Daszyńska-Muzyczka.

Beata Daszyńska-Muzyczka
prezes Banku Gospodarstwa Krajowego

Nanotechnologie węglowe mogą zrewolucjonizować polską gospodarkę.

Węgiel powszechnie kojarzony jest z nieekologicznym spalaniem w celu pozyskiwania energii. Okazuje się jednak, że jako pierwiastek przyjmuje on różne formy i struktury, które można wykorzystywać w wielu dziedzinach.

— Węgiel może tworzyć struktury płaskie, np. grafen, albo fulereny (nanopiłki). Możemy go później zwinąć w tzw. nanorurki jedno- lub wielościenne. W zależności od tego, jaką formę węgla otrzymamy, możemy zastosować go w różnych obszarach — tłumaczył prof. Łukasz Kaczmarek.

prof. Łukasz Kaczmarek
prodziekan ds. rozwoju, Wydział Mechaniczny Politechniki Łódzkiej

Jeśli będziemy inwestować w rodzime technologie oparte na węglu, możemy stać się liderami w tym obszarze.

— Skala „nano” umożliwia nam uzyskanie zupełnie innych funkcjonalności i reaktywności tych materiałów niż w przypadku standardowych tworzyw. Umożliwia nam to kreację zupełnie unikalnych właściwości i zastosowań – dodał dr inż. Adam Szatkowski.

Jak przekonują eksperci, tego typu rozwiązania znajdą zastosowanie w wielu obszarach gospodarki.

— Nanotechnologie węglowe mogą rewolucjonizować gospodarkę w bardzo wielu dziedzinach. Węgiel może mieć szerokie zastosowanie w medycynie, inżynierii, sporcie czy kosmetologii — powiedziała Beata Daszyńska-Muzyczka.

U progu rewolucji

Jak tłumaczy dr inż. Adam Szatkowski, prezes fundacji Nanonet, w Polsce już od kilkunastu lat trwają prace nad rozwojem technologii wykorzystujących różne formy węgla. Tego typu rozwiązania nie są wcale odległą pieśnią przyszłości. Wiele projektów wyszło już z fazy planowania, a przeszło do testów lub nawet produkcji.

dr inż. Adam Szatkowski
MBA prezes fundacji Nanonet, koordynator Śląskiego Klastra NANO

Naukowe projekty nie leżą już tylko na półkach, ale są dedykowane konkretnym rozwiązaniom biznesowym, które mają dać wartość i przewagi konkurencyjne dla firm.

— W naszej fundacji od 15 lat śledzimy to, co się dzieje w Polsce. Widzimy ogromny przeskok od laboratoriów do produkcji. W polskim klastrze nanotechnologicznym jest 90 firm i 11 jednostek naukowo-badawczych, które działają w tym obszarze, osiągając wielkie sukcesy — tłumaczył dr inż. Adam Szatkowski.

Przykładami technologii gotowych do produkcji są rozwiązania opracowywane przez firmę Smart Nanotechnologies, które mogą znaleźć zastosowanie m.in. w samochodach elektrycznych.

— Wykorzystując odpowiednio modyfikowane nanorurki węglowe, uzyskaliśmy bardzo cienki materiał, który można wykorzystać np. do ogrzewania siedzeń w samochodach elektrycznych. Gospodarka energią w takich autach jest szalenie istotna. Dlatego opracowaliśmy materiał, który dawałby możliwość ogrzania siedzenia, a jednocześnie pobierałby mało prądu — tłumaczył dr inż. Paweł Smoleń.

Nanotechnologie węglowe mają ogromny potencjał w całej branży motoryzacyjnej. Z kolei rozwiązanie opracowywane na Politechnice Warszawskiej może znacząco wpłynąć na optymalne funkcjonowanie silników spalinowych.

dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka
adiunkt w Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej

Jeśli chodzi o kwestie naukowe i rozwiązania technologiczne, możemy spokojnie konkurować z jednostkami z Europy i całego świata.

— Przeprowadzamy badania nad wykorzystaniem materiałów węglowych w charakterze dodatków do olejów silnikowych. Jest to technologia opracowana w zespole inżynierii produktu działającym na naszym wydziale. Badania wykazały, że wykorzystanie nanomateriałów węglowych znacznie zmniejsza zużycie silnika i wydzielanie zanieczyszczeń — zaznaczyła dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka.

Technologie przyszłości

Wiele korzyści z technologii wykorzystujących węgiel może odnieść także medycyna.

— Opracowaliśmy sensory, które pozwalają na monitorowanie parametrów funkcji życiowych, takich jak ciśnienie czy tętno. Otwiera to możliwości zastosowania takich układów w różnego rodzaju materiałach, np. koszulkach, które mogłyby być zakładane na pacjenta w celu zdalnego monitorowania funkcji życiowych — powiedział dr inż. Paweł Smoleń.

2030

Do tego roku, według założeń Unii Europejskiej, kraje Wspólnoty, a wśród nich Polska powinny odejść od spalania węgla w energetyce.

— Przykładem produktów, które mamy obecnie, są filamenty 3D dla medycyny. Możemy drukować bakteriobójcze elementy, które są tolerowane przez żywy organizm, a następnie stosować je jako implanty w ludzkim ciele — dodał prof. Łukasz Kaczmarek.

W przyszłości nanotechnologie mogą pomóc lekarzom w walce z najgroźniejszymi nawet chorobami, które na ten moment stanowią ogromne wyzwanie.

— Ciekawym, ale bardzo futurystycznym pomysłem — choć na przestrzeni najbliższych 30 lat wydaje się, że to możliwe — jest produkcja nanorobotów, które będą penetrowały ludzkie ciało w celu lokalizacji komórek rakowych i ich neutralizacji — tłumaczył prof. Łukasz Kaczmarek.

— Węgiel może znaleźć zastosowanie w materiałach antybakteryjnych. Jest to obecnie bardzo ważne zagadnienie, ponieważ bakterie coraz częściej stają się lekooporne, co jest poważnym zagrożeniem – dodała dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka.

160 mln ton

Tyle węgla zużyto w Polsce w 2021 r. To o prawie 60 proc. mniej niż trzy dekady wcześniej.

Węgiel paradoksalnie może też być przydatny w produkcji zielonej energii. Jego różne formy mogą być niezwykle pomocne w trosce o środowisko.

— Możemy wykorzystywać węgiel w produkcji transparentnych ogniw fotowoltaicznych. Ciekawą technologią jest również magazynowanie wodoru w postaci chemicznego wiązania tego pierwiastka w strukturach węglowych. Wydaje się, że może to być bardzo bezpieczną opcją, jeśli chodzi o nowoczesny transport tego surowca – podkreślił prof. Łukasz Kaczmarek.

— Węgiel znajduje zastosowanie w energetyce. Przykładem są badania, które prowadzimy od prawie 15 lat na Politechnice Warszawskiej, czyli zastosowanie takich struktur w ogniwach paliwowych jako nośnika katalizatorów. Może on być również stosowany jako nośnik katalizatorów do wytwarzania wodoru — powiedziała dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka.

Budownictwo także może przejść rewolucję związaną z wykorzystywaniem materiałów tworzonych na bazie węgla.

— Węgiel jest alternatywą dla surowców takich jak żelazo, stal, aluminium czy beton. Może być używany jako jeden z dodatków w różnych formach, np. w postaci grafenu. Dzięki temu będziemy w stanie uzyskiwać superwytrzymałe kompozyty i budować przy ich wykorzystaniu nowoczesne i wytrzymałe budynki – tłumaczył prof. Łukasz Kaczmarek.

Wsparcie biznesu

Kluczem do rozwoju nanotechnologii węglowych jest współpraca między środowiskami biznesowymi i naukowymi. Tylko połączone wysiłki w zakresie finansowania i rozwoju technologicznego mogą przynieść pożądany skutek.

— Istnieją ogromne grupy naukowców, które chcą kreować nowe rozwiązania technologiczne w ścisłej współpracy z przemysłem. Widać, że nauka nie może się obyć bez przemysłu, ale także przemysł nie może się obyć bez nauki. Musi zachodzić symbioza między tymi obszarami — argumentował dr inż. Adam Szatkowski.

Jednym z ważniejszych wyzwań stojących przed rozwojem nanotechnologii są kwestie regulacji, które często nie sprzyjają innowacyjności. Problemem bywa fakt, że inwestorzy wymagają od grup badawczych dokładnego planu rozwoju danej technologii, co często jest po prostu niemożliwe.

— Trzeba poprawić kwestie związane z ułatwieniem przygotowania wniosków projektowych dla przedsiębiorców. Nie mają oni czasu, by wypełniać 100-stronicowe formularze, w których muszą dokładnie wykazać, co chcą osiągnąć za 36 miesięcy. Są to innowacyjne projekty, którym musimy dać możliwość pewnego otwartego rozwiązania — przekonywał prof. Łukasz Kaczmarek.

— Oprócz budowania rozwiązań finansowych potrzebujemy większej współpracy środowisk naukowych, biznesowych i sektora publicznego w zakresie regulacji — dodała Beata Daszyńska-Muzyczka.

Jak zauważają eksperci, niezwykle istotne jest budowanie świadomości wśród przedsiębiorców w kwestiach innowacyjnych technologii. W perspektywie kilku lat może to przynieść ogromne korzyści polskiej gospodarce i samym firmom.

— Budując świadomość społeczeństwa, budujemy ją też u potencjalnych inwestorów, którzy dzisiaj nie mają informacji, że węgiel za kilka lat może być atrakcyjny. Mimo dużego wkładu finansowego, który często jest wymagany w technologiach tak precyzyjnych jak nanotechnologie, te rozwiązania mogą przynieść w przyszłości dużo zysków dla potencjalnego inwestora, który dzisiaj zdecyduje się docenić dane rozwiązanie — przekonywał dr inż. Paweł Smoleń.

Przyszłość węgla w Polsce

Eksperci są zgodni, że Polska ma ogromny potencjał w zakresie innowacyjności i może stać się jednym z liderów rozwoju technologii nanowęglowych.

— Biorąc pod uwagę region Trójmorza, liczba publikacji naukowych jest największa właśnie w Polsce. Możemy się pochwalić, że jesteśmy kilka kroków do przodu, zwłaszcza w zakresie nanotechnologii węglowych. Możemy być w tym obszarze liderem zarówno w Europie, jak i na świecie – dodała Beata Daszyńska-Muzyczka.

Główną konkurencją na rynku nowoczesnych rozwiązań są kraje azjatyckie. Polskie firmy raczej nie są w stanie zapewnić równie niskich kosztów produkcji, ale na pewno posiadamy odpowiednie know-how i grono wykwalifikowanych ekspertów w branży.

— Możemy osiągnąć dużą przewagę, ponieważ mamy opatentowane technologie. Wiemy, jak produkować struktury węglowe, nie tylko grafen, ale również nanorurki, fulereny i ich sfunkcjonalizowane odmiany. Mamy także wykwalifikowaną kadrę naukową, dobrze operującą w biznesie – podkreślił prof. Łukasz Kaczmarek.

Polscy inwestorzy muszą częściej podejmować ryzyko i przeznaczać fundusze na badania – również na te, które są w początkowej fazie gotowości technologicznej.

— Brakuje środków na projekty o niższej gotowości technologicznej. Kiedy jest pomysł i idea, to tak naprawdę nie trzeba wykładać 2-3 mln zł na rozwój takiego rozwiązania. Czasami wystarczy 200 tys. zł, by sprawdzić pewne zagadnienie — powiedział dr inż. Adam Szatkowski.

Innowacyjne technologie mogą stać się w przyszłości fundamentem, na którym przedsiębiorcy będą budować polską gospodarkę.

— Jeśli chcemy jako państwo zdobywać przewagi konkurencyjne, budować naszą gospodarkę opartą na nowoczesnych technologiach, to nie możemy mieć tak ogromnej awersji do ryzyka, bo zabija ono innowacyjność – podsumowała Beata Daszyńska-Muzyczka.

Partner publikacji

© ℗
Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.