Grafen, hybrydowy śmigłowiec, robot - współpraca politechniki i przemysłu

Dzięki współpracy naukowców i studentów Politechniki Łódzkiej z biznesem, do przemysłu wdrożono w ostatnich latach wiele nowoczesnych technologii i rozwiązań, opracowanych przez łódzkich naukowców. Niektóre z nich są rozwiązaniami unikatowymi na światową skalę.

Zdaniem prorektora PŁ ds. innowacji prof. Piotra Kuli szansą na rozwój współpracy nauki z przemysłem jest obecna forma finansowania badań ukierunkowanych na aplikacje rynkowe, która wymusza udział w projektach partnera gospodarczego. "Jeżeli chcemy dziś dostać pieniądze na badania stosowane, to musimy mieć partnera gospodarczego, który wyłoży swoją część środków. I w tym instytucjonalnym rozwiązaniu upatruję szansę zmiany relacji pomiędzy nauką i przemysłem" - powiedział PAP prof. Kula.

Jego zdaniem dzięki współpracy z biznesem uczelnia potrafi lepiej kształtować programy nauczania tak, aby wychodziły one naprzeciw oczekiwaniom pracodawców, ponadto doskonali ona i uaktualnia swój warsztat naukowy zgodnie z zapotrzebowaniami rynku. "Należy też podkreślić wymierne korzyści ekonomiczne dla uczelni jako partnera danego przedsięwzięcia" - zaznaczył.

Jak powiedziała PAP rzeczniczka uczelni Ewa Chojnacka, jedną z unikatowych technologii opracowywanych we współpracy z przemysłem jest technologia wytwarzania grafenu i wykorzystywania go do budowy zbiorników magazynujących paliwo przyszłości - wodór. W ramach programu Graf-Tech, Instytut Inżynierii Materiałowej PŁ wraz z partnerem przemysłowym - firmą Seco/Warwick - realizuje projekt "Grafenowy nanokompozyt do rewersyjnego magazynowania wodoru", finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR). Wartość projektu to ponad 6 mln zł.

Grafen to materiał zbudowany z pojedynczej warstwy atomów węgla ułożonych w sieć heksagonalną. Jest ponadstukrotnie mocniejszy od stali, ma wyjątkowe właściwości elektryczne i nie przepuszcza gazów. Łódzcy naukowcy opracowali technologię wytwarzania grafenu przy użyciu ciekłej matrycy metalicznej według oryginalnej, opatentowanej w świecie metody. Wykorzystując tak wytwarzany grafen, opracowano nanokompozytowy materiał do budowy zbiorników magazynujących wodór. Technologia będzie mogła w niedalekiej przyszłości znaleźć zastosowanie w motoryzacji i kosmonautyce.

Naukowcy z PŁ zaprojektowali i uruchomili urządzenie do wytwarzania grafenu w skali przemysłowej. Wyprodukowała je firma Seco/Warwick i od lutego tego roku pracuje ono w laboratorium Instytutu Inżynierii Materiałowej uczelni. Pierwsze partie wyprodukowanego grafenu są obecnie testowane w wielu w laboratoriach w Polsce i za granicą.

- Projekt ten po raz pierwszy pokazuje możliwość wytwarzanie grafenu dobrej jakości w skali makroskopowej, a nie tylko drobnych płatków. Jest to projekt, który ma szerokie perspektywy aplikacji w bardzo wielu nowoczesnych dziedzinach gospodarki i techniki, natomiast jest on niezwykle trudny do realizacji - podkreślił prof. Kula. Przyznał, że niedawno na PŁ gościli przedstawiciele działu badań i rozwoju jednego z francuskich koncernów gazowych, który jest bardzo zainteresowany współpracą w zakresie m.in. budowy zbiorników do przechowywania wodoru.

Inne ciekawe rozwiązanie opracowali naukowcy z Instytutu Biochemii Technicznej PŁ, którzy dzięki współpracy z firmą Genomed z Warszawy poznali sekwencję genomu pierwszego szczepu bakterii z gatunku Gluconacetobacter xylinus syntetyzującego bionanocelulozę.

Bakterie zostały użyte przez zespół prof. Stanisława Bieleckiego do otrzymania materiałów opatrunkowych "CelMat", stosowanych w leczeniu trudno gojących się ran. Opracowana technologia została skomercjalizowana i w tym roku planowana jest produkcja materiałów opatrunkowych. Zespół prof. Bieleckiego pracuje obecnie nad uzyskaniem w krótszym czasie lepszych i tańszych materiałów opatrunkowych, implantów, maseczek kosmetycznych oraz innych, nowych produktów

Konsorcjum naukowo-przemysłowe Politechniki Łódzkiej (Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności - Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii) z Grupową Oczyszczalnią Ścieków w Łodzi realizuje projekt dot. opracowanie metody oczyszczania biogazu w skali przemysłowej ze związków siarki i dwutlenku węgla. Projekt wart 3,5 mln zł jest finansowany z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

Oczyszczanie odbywa się przy użyciu drobnoustrojów, które prowadzą proces utleniania siarkowodoru z większą wydajnością niż stosowane obecnie procesy chemiczne. Opracowano i uruchomiono w Grupowej Oczyszczalni Ścieków w Łodzi nowatorską instalację w skali półtechnicznej do biologicznego odsiarczania biogazu. Obecnie testowana jest skuteczność instalacji w innej biogazowni w Zduńskiej Woli. Technologia została zgłoszona do ochrony patentowej w Europie.

"Trwają rozmowy na temat komercjalizacji - są potencjalne firmy zainteresowane tą technologią" - podkreśliła rzeczniczka uczelni.

Inne konsorcjum, tworzone przez wydziały: Mechaniczny i Chemiczny PŁ oraz firmę PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna, uzyskało finansowanie projektu "Opracowanie i wdrożenie technologii redukcji emisji rtęci do atmosfery z procesów spalania węgla" ze środków NCBiR. Łączna kwota projektu to ponad 22 mln zł.

W jego ramach opracowana zostanie innowacyjna technologia usuwania rtęci z gazów spalinowych przy użyciu sorbentu, połączona z odzyskiem tego pierwiastka. Planowane jest oczyszczanie z par rtęci części spalin wytwarzanych w jednym z bloków energetycznych Elektrowni Bełchatów.

Na PŁ powstał także autonomiczny robot pola walki. Projekt o wartości ponad 6,5 mln zł, realizowany jest przez Instytut Informatyki Stosowanej we współpracy z firmami Sochor, Prexer i GreenPoint z Łodzi. Na to mobilne urządzenie składają się: nowoczesny system wizyjny z trzema rodzajami kamer: termowizyjną, noktowizyjną, światła widzialnego oraz dalmierz laserowy, nowatorski układ napędowy, a także wydajne komputery najnowszej generacji, przetwarzające dane w algorytmach zapewniających autonomię robota.

Opracowany robot może być wykorzystywany przez wojsko np. podczas misji zwiadowczych lub inspekcji podejrzanych obiektów czy ładunków wybuchowych. Robot po wprowadzeniu nieznacznych modyfikacji będzie mógł służyć też innym służbom mundurowym, np. policji, Straży Pożarnej czy Straży Granicznej.

Technologie opracowane w ostatnich latach przez naukowców z Politechniki Łódzkiej zostały wdrożone przez wielkie światowe koncerny i polskie firmy. Uczeni z Łodzi współpracują z Airbus Helicopters (dawniej Eurocopter) m.in. w zakresie obliczeń aerodynamicznych dla helikopterów. Naukowcy z PŁ opracowali rozwiązania m.in. dla superszybkiego hybrydowego śmigłowca X3 tej firmy.

Dla koncernu Peugeot Citroen Automobiles opracowali zautomatyzowaną skrzynię biegów, pozwalającą na takie samo zużycie paliwa w ruchu miejskim i na autostradzie. Na PŁ działa też Laboratorium Mechaniki Stosowanej tego koncernu, które pracuje nad nowymi technologiami pozwalającymi na obniżenie zużycia paliwa w samochodach m.in. z napędem hybrydowym.

Wśród opracowań, które trafiły już do polskich firm, są m.in. przeglądarka internetowa dla osób sparaliżowanych o nazwie B-Link, Technologia PreNitLPC - sposób nawęglania wyrobów stalowych w podciśnieniu czy technologia azotowania narzędzi wykonanych ze stopów żelaza. We współpracy ze spółką AMZ Kutno (w ramach programu INNOTECH) powstał polski prototyp miejskiego autobusu z ekologicznym napędem elektrycznym.

Łódzcy naukowcy pracują obecnie nad kolejnymi projektami, które - ich zdaniem - mają duży potencjał wdrożeniowy. Wiele z nich to rozwiązania, które mogą mieć zastosowanie w medycynie. Wśród nich jest m.in. ubiór ochronny dla wcześniaków, który ma ograniczyć u tych noworodków utratę wody wskutek parowania, a jednocześnie zapewnić im komfort termiczny oraz nowe biomateriały do leczenia ran cukrzycowych.

Kamil Szubański (PAP)