Jeżeli można mówić o modach w nauce, to grafen zdecydowanie zalicza się do materiałów głównego nurtu. W ostatnich latach badacze z całego świata, także nasi, poświęcają mu wiele uwagi. To jednak nadal materiał ekskluzywny — pozyskiwanie surowca w postaci płatków jest skomplikowane, czasochłonne i kosztowne. Mimo to często otrzymuje się płatki niewystarczająco dobrej jakości. Zakładając konieczność wykorzystania ich w dużej skali, cały proces wydaje się być nieefektywny i nieopłacalny.

Czym zastąpić grafen?

Zespół z Wydziału Fizyki w swoim projekcie proponuje rozwiązanie tego problemu. Nasi badacze chcą się skupić na materiale pośrednim, czyli graficie interkalowanym. Ma być on wykorzystany do zastosowania jako dodatek do produkcji przewodzących termicznie nanokompozytów polimerowych i stanowić alternatywę dla wykorzystania grafenu w tego typu kompozytach. 

W porównaniu z grafenem grafit interkalowany jest tańszy, łatwiej się go modyfikuje, a dodatkowo wykazuje lepszą kompatybilność z matrycą polimerową. Bazę stanowi w tym przypadku grafit ekspandujący, między którego warstwy wprowadza się w odpowiednich warunkach określone dodatki, modyfikując tym samym jego właściwości, szczególnie termiczne. To technika, która pozwala uniknąć uciążliwości związanych z produkcją grafenu, gwarantująca przy tym prostotę procesu, oszczędność czasu i pieniędzy, a także podobne, lub nawet lepsze właściwości końcowe.

Pierwsze próbki zostały już wykonane i dodane do matrycy polimerowej, zbadano je również pod kątem przewodności cieplnej.

Potencjał

Grafit interkalowany naszych badaczy będzie produkowany przede wszystkim z myślą o dwóch typach zastosowań. Pierwszy to kompozyty polimerowe w postaci żyłek do druku 3D. Szczególnie chodzi tu o materiały typu high tech przeznaczone do specjalistycznych zastosowań. Surowiec będzie mógł być również wykorzystany w materiałach typu TIM (Thermal Interface Materials), które zapewniają odpowiednie odprowadzanie ciepła i zapobieganie przegrzewaniu się urządzeń elektronicznych.

Komercjalizacją produktu będącego efektem działań w Inkubatorze Innowacji zajmie się spaceTIM, tworząca się właśnie nowa spółka spin-off Politechniki Warszawskiej.

 
Zespół twórców projektu tworzą: dr Anna Dużyńska, prof. Andrzej Daniewski, mgr inż. Milena Ojrzyńska, dr Anna Łapińska, prof. Andrzej Plichta (Wydział Chemiczny).

Projekt „Przeskalowanie produkcji grafitu interkalowanego do zastosowania jako surowiec addytywny do produkcji przewodzących termicznie nanokompozytów polimerowych” jest realizowany we współpracy z Wydziałem Chemicznym PW, Instytutem Badań Stosowanych PW oraz Centrum Zarządzania Innowacjami i Transferem Technologii PW w ramach programu „Inkubator Innowacyjności 4.0” finansowanego ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki.