Polscy fizycy opracowali przełomową technologię

Filip Granek i Zbigniew Rozynek, młodzi fizycy z wieloletnim międzynarodowym doświadczeniem badawczym, opracowują przełomową technologię wytwarzania ultracienkich linii przewodzących prąd elektryczny. Skorzystają na niej przede wszystkim producenci wyświetlaczy LCD, cienkowarstwowych ogniw słonecznych i ekranów dotykowych. Koncepcja technologiczna została już pozytywnie zweryfikowana, a procedura patentowa rozpoczęta. Wycena spółki XTPL – zajmującej się komercjalizacją wynalazku – może w przyszłości osiągnąć miliardową kapitalizację.

Dwóch polskich naukowców odmówiło udziałów w zagranicznych kontraktach, aby w garażowym laboratorium pracować nad przełomową technologią, która już dziś ma parametry nieosiągalne przez inne dotychczasowe rozwiązania. Badania naukowców wpłyną pozytywnie na środowisko i zmienią pojęcie o wykorzystaniu wyświetlaczy LCD.

Projekt polskich fizyków zakłada stworzenie nowej przezroczystej warstwy przewodzącej (ang. transparent conductive film TCF), która będzie mogła zostać szeroko zastosowana w elektronice, zwłaszcza w produkcji ciekłokrystalicznych wyświetlaczy LCD, cienkowarstwowych ogniw słonecznych oraz ekranów dotykowych. Dzięki nowej technologii ich wytwarzanie będzie tańsze, a same produkty bardziej wydajne – możliwe będzie też nanoszenie warstw na elastyczne folie.

 Dziś w ogniwach i wyświetlaczach wykorzystywany jest szeroko pierwiastek ind - w postaci tlenku indowo-cynowego (ITO) stosowanego jako tzw. przezroczysta elektroda. Niestety ITO ze względu na swoją krystaliczną strukturę traci swoje własności podczas jego wyginania. Nie pozwala to na zastosowanie go w nowoczesnych elastycznych produktach spełniających wymagania rynku i odbiorców. Dodatkowo cena indu jest wysoka i zmienna, a globalne zasoby w znaczącym stopniu kontrolowane są przez jeden kraj – Chiny. Nasz wynalazek ma zastąpić ind. Wprowadzenie warstw przewodzących nowej generacji, nad którymi pracujemy, pozwoli światowym producentom na uniezależnienie się od niepewnego rynku indu. Innymi słowy będzie taniej, efektywniej i wygodniej, co odczują użytkownicy, którzy dostaną do rąk jaśniejsze wyświetlacze o coraz większych przekątnych ekranu i wydajniejsze panele fotowoltaiczne – mówi dr Filip Granek.

Nad wynalazkiem pracuje kilkuosobowy zespół badawczo-rozwojowy, w którego skład wchodzi dwóch uznanych na całym świecie polskich naukowców, wielokrotnie docenianych przez krajowe i międzynarodowe instytucje i publikujących w najbardziej znanych wydawnictwach, m.in. w “Nature”. Razem zainteresowali się globalnym problemem, dotykającym bezpośrednio większą część populacji naszego globu i zajęli się tworzeniem twardej technologii w zakresie nanotechnologii, co jest ciągle jeszcze rzadkością w Polsce.

Prace nad technologią od samego pomysłu, czyli od początku prowadzone są w ramach spółki XTPL, która została powołana w czerwcu 2015 roku. Pracę w spółce rozpoczęli także sami pomysłodawcy, którzy zrezygnowali z kontraktów zagranicznych i etatów w jednostkach naukowych, aby poświęcić cały swój czas i energię na rozwój technologii. Intensywne prace badawczo-rozwojowe doprowadziły do osiągnięcia pierwszego z założonych kamieni milowych, czyli uzyskania możliwości kontrolowania procesu drukowania szlaków przewodzących kilkudziesięciokrotnie mniejszych niż obecnie dostępne na rynku. Proces został potwierdzony w warunkach laboratoryjnych.

Udało nam się opracować metodę, dzięki której wytworzyliśmy przewodzące prąd elektryczny linie metaliczne w procesie technologicznym, który może być skalowany i uprzemysławiany. Sam proces technologiczny jest bardzo innowacyjny, co wynika z jego interdyscyplinarnego charakteru, obejmującego obszary nanotechnologii, fizyki ciała stałego, chemii nieorganicznej, inżynierii materiałowej i elektroniki. W prace zaangażowanych było wiele osób o tak szerokim spektrum kompetencji, co uważamy za jeden z największych naszych sukcesów. Do dziś uzyskaliśmy przewodzące linie w zakresie  1 do 5 mikrometrów. Dalsze prace i optymalizacja procesu doprowadzi do zmniejszenia szerokości tych linii do wielkości znacząco poniżej 1 mikrometra, dzięki czemu technologia wejdzie w bardzo atrakcyjny do wielu zastosowań zakres nanometrów. Dla porównania standardowo wykorzystywane techniki druku nanomateriałów, takie jak np. sitodruk lub druk cyfrowy, pozwalają na uzyskanie szerokości linii przewodzących w zakresie 50-100 mikrometrów – dodaje Filip Granek.

Nowa metoda oznacza przełom w produkcji urządzeń elektronicznych.

Możemy sobie wyobrazić jednoczesną redukcję kosztów ogniw słonecznych oraz zwiększenie ich wydajności, co pozwoli na ich dalsze umasowienie. A to oznacza, że na polskich - i nie tylko - dachach będzie coraz więcej paneli słonecznych. Jednocześnie konsumenci elektroniki RTV mogą liczyć na bezproblemowe skalowanie obrazu na coraz większe rozmiary ekranów - tłumaczy dr Zbigniew Rozynek.

Pierwszy etap działań B+R pozwolił naukowcom na pozytywne zweryfikowanie trudnej koncepcji technologicznej. Teraz nadszedł czas na uprzemysłowienie tej technologii. Spółka rozpoczęła też proces patentowy.

Z czasem będziemy sprzedawać licencje na opatentowaną technologię, dziś jednak skupiamy się na badaniach oraz pozyskaniu kapitału na komercjalizację. Badania, które przeprowadziliśmy do tej pory, pokazują, że mamy do czynienia z przełomową technologią. Dalsze jej opracowanie wymaga, jak to zwykle bywa, nakładów finansowych. Właśnie rozpoczęliśmy pozyskiwać kapitał w drugiej rundzie finansowania – podsumowuje Zbigniew Rozynek.

Spółka XTPL poszukuje obecnie do współpracy naukowców - fizyków, chemików i elektroników. Proces rekrutacyjny będzie trwał kilka miesięcy.

Filip Granek Zbigniew Rozynek LCD ogniwo słoneczne