Elastyczna elektronika, nanotatuaże medyczne, czujniki na opakowaniach żywności – przełom z węglem w tle

Drukowana elastyczna elektronika wciąż brzmi nieco egzotycznie. Możecie wyjaśnić, o co chodzi i skąd potrzeba poszukiwania takiego rozwiązania?

Lech Kalinowski: Rzeczywiście świadomość społeczna na temat elektroniki drukowanej jest w Polsce niewielka. Natomiast Niemcy czy kraje nordyckie od kilku już lat chcą takie technologie jak najszybciej wprowadzać na rynek – widać w tym względzie bardzo mocny trend. A wszystko przez zmianę paradygmatu produkcji elektroniki, którą obecnie w zdecydowanej większości produkuje się w Azji. Są problemy z dostępnością np. mikrokontrolerów, które przypływają do nas z Tajwanu, dlatego zarówno Amerykanie, jak i Brytyjczycy chcą produkować lokalnie. Jest to jednak bardzo drogi pomysł – postawienie fabryki mikrokontrolerów w Europie czy USA to miliardy dolarów, a do kosztów należy doliczyć też wyspecjalizowaną kadrę, która ma doświadczenie w tym, jak takie urządzenia produkować. Producenci chcieliby je tworzyć w małych warsztatach drukujących, tzn. wydrukować je z użyciem srebrnego tuszu na bazie nanocząstek. Wydaje się więc, że trafiliśmy na odpowiedni moment, bo widzimy duże możliwości i potrzeby rynku.

Adam Szatkowski: Od jakiegoś czasu rozmawialiśmy ze wspólnikami o potrzebach rynkowych w kontekście zmian, które następują w produkcji, kiedy wyczerpują się surowce naturalne. Z uwagi na kilkudziesięcioletnie doświadczenie każdego z nas w obszarze nanomateriałów i nanotechnologii, pomyśleliśmy, żeby je wykorzystać. Spółka powstała ponad 2 lata temu. Z pomocą nanotechnologii, m.in. nanomateriałów węglowych, postanowiliśmy opracować elastyczną elektronikę, która byłaby tak samo funkcjonalna jak tradycyjna, ale do jej produkcji moglibyśmy zużywać mniej materiałów i docelowo zastosować ją w branżach czy obszarach, w jakich do tej pory jej nie było. Nasz pomysł polegał więc na tym, żeby wprowadzić nową jakość i nową technologię, która jest związana z elektroniką – miała być drukowana, tania i powszechnie stosowana, miała zużywać jak najmniej materiału, a w dodatku podlegać recyclingowi. Tak powstał nasz produkt: produkujemy tusze z użyciem materiałów węglowych – grafenu czy nanorurek. Te tusze wykorzystujemy jako ścieżki drukowane do sensorów, które również tworzymy, podobnie jak elastyczne baterie.

Jeśli chodzi o samą produkcję, czym ta technologia różni się od tradycyjnej? Zużywacie mniej materiałów?

L.K.: Żeby zobrazować różnicę, posłużę się przykładem baterii. Zwykłe baterie tzw. „paluszki” mają bardzo dużo elementów, które w procesie produkcji wymagają wiele nakładu pracy i energii. Sam ich płaszcz jest metalowy, są tam m.in. bariera cynkowa, pręt grafitowy w środku i zamknięty elektrolit – w zależności od rodzaju baterii w różnym medium. Natomiast, jeżeli bateria jest w pełni drukowana – mamy elektrody, które drukujemy na płaskim materiale, którym może być organiczna membrana. Chcemy, żeby nasze rozwiązania były przyjazne środowisku, dlatego stosujemy w pełni organiczne nośniki, czyli m.in. farby i tusze bez niebezpiecznych rozpuszczalników. Węgiel jest doskonałym półprzewodnikiem, więc używamy go bardzo dużo, przede wszystkim w drukowanych obwodach i elektrodach do baterii drukowanych.

W jakich branżach można zastosować Wasze rozwiązania?

A.S: Jest kilka branż, w których widzimy potencjał zastosowania naszej technologii. Możemy wydrukować czujnik, który będzie zasilał się sam i da pewne informacje zwrotne, np. że dany produkt się zepsuł i trzeba usunąć go z transportowanej partii. Wdrażamy już takie rozwiązanie w branży spożywczej. Myślimy też o szerokich zastosowaniach w medycynie. Opracowujemy tatuaże, które można przykleić do skóry pacjenta. Dzięki nim możliwy będzie odczyt wilgotności skóry, temperatury ciała czy innych parametrów, co byłoby szczególnie ważne w aspekcie COVID-u. Szerokie zastosowanie widzimy również w branży kosmetycznej: do znakowania i zabezpieczania produktów premium. Jesteśmy też w fazie testów i prac nad produktem dla branży chemicznej – nie możemy zdradzić szczegółów, które dotyczą jego aplikacji z uwagi na podpisaną umowę i poufność. Ważnym kierunkiem rozwoju jest oczywiście branża elektroniczna, gdzie można będzie zastosować nasze elastyczne baterie.

Korzystacie ze wsparcia ze strony świata nauki?

L.K.: W Panamint patrzymy na naukę przez pryzmat biznesu. Co prawda, zarówno ja, jak i moi wspólnicy mamy tytuły naukowe, ale oprócz tego bardzo długo działamy w biznesie. W trójkę uzupełniamy się kompetencjami. Jeśli chodzi o elektronikę drukowaną, to jej zakres jest na tyle szeroki, że trzeba mieć interdyscyplinarną wiedzę i umiejętności: od samej elektroniki, czyli chociażby od programowania mikrokontrolerów, do elektroniki hybrydowej, poprzez design aż po chemię, jako wielokierunkową dziedzinę. Tu potrzebujemy całej naukowej wiedzy: o farbach, tuszach, wytwarzaniu nanocząsteczek, jak je syntezować, jakie nośniki wykorzystać itd. Nie robimy jednak technologii dla samego jej robienia, ale dostosowujemy ją do potrzeb biznesu. Współpraca z nauką jest ważna – szczególnie przy badaniach, które prowadzą uczelnie. Mamy siedzibę na kampusie Uniwersytetu Śląskiego, także jesteśmy blisko nauki – jeśli potrzebujemy np. mikroskopii czy bardziej zaawansowanych działań, to zlecamy je kolegom, których mamy za rogiem.

Popularyzujecie też wiedzę o nanotechnologiach. Co robicie w tym zakresie?

A.S.: Obok działalności biznesowej, od piętnastu lat prowadzę fundację Nanonet. To organizacja pozarządowa, która skupia naukę i biznes w obszarze nanotechnologii. Jest pomysłodawcą Śląskiego Klastra Nano, który skupia dziewięćdziesiąt firm, kilkanaście jednostek naukowo-badawczych, m.in. Uniwersytet Śląski, Instytut Metali Nieżelaznych czy Politechnikę Śląską – tutaj też mamy styczność z nauką. Współzałożycielem Klastra jest również miasto Katowice, czyli samorząd. Dzięki temu możemy wymieniać doświadczenia, ale też wiedzę: wykorzystujemy dostępną literaturę naukową czy normalizację, która aktualnie jest dostępna w Polskim Komitecie Normalizacyjnym, którego również przedstawiciele Fundacji Nanonet są członkami. Wielokrotnie braliśmy udział w opiniowaniu norm na poziomie europejskim, jeśli chodzi o zastosowanie i wykorzystanie nanotechnologii w przemyśle. Działamy również w obszarach związanych z planowaniem czy analizą trendów rozwoju nanotechnologii.

Panamint dołączył do świata 3W. W jaki sposób idea 3W pomoże w rozwijaniu Waszego biznesu?

A.S.: Myślę, że przede wszystkim możemy wzajemnie uzupełniać się wiedzą i wykorzystać nasze kompetencje do tego, żeby informować i weryfikować informacje na temat zastosowania nanomateriałów. Im więcej ludzi dowie się o tych technologiach, w tym węglowych, im więcej przedsiębiorców się nimi zainteresuje tym lepiej. Bardzo cenna jest też dla nas możliwość wymiany doświadczeń z jednostkami naukowymi czy przedsiębiorcami, którzy również działają w obszarach 3W i chcą się rozwijać.