"Grafen změní svět": britská firma se snaží konkurovat Číně v globální válce mikročipů
20. 12. 2023
Simon Thomas znal periodickou tabulku prvků zpaměti už v šesti letech. Nyní tento spoluzakladatel cambridgeské firmy zapojuje svůj vědecký mozek do práce s grafenem, aby nám pomohl konkurovat Číně.
První, co návštěvníci laboratoře Paragraf ve vesnici Somersham v hrabství Cambridgeshire uvidí, je tenký kotouč ze syntetického safíru s nalepeným kouskem grafenu. To byl první grafenový výrobek, který společnost vyrobila, a rychle se vyvinul v malou destičku se 64 malými grafenovými zařízeními uspořádanými do mřížky. V současné době společnost vyrábí šestipalcové destičky, které obsahují 9 000 čipů.
Grafen, 2D forma uhlíku s atomy uspořádanými do šestiúhelníkové struktury, se používá především ke zpevnění betonu a barev, ale nyní se o něm mluví jako o náhradě křemíku v polovodičích. Čína ho začala používat, aby se dostala do čela světové války o mikročipy.
Evropa by měla udělat vše pro to, aby v závodě o tuto technologii neprohrálo s Čínou a USA. Společnost Paragraf založil Simon Thomas v roce 2017 spolu s profesorem Sirem Colinem Humphreysem a technickým ředitelem Ivorem Guineyem, kteří společně působili na univerzitě v Cambridge, jako univerzitní spinout.
Grafen, označovaný za "supermateriál", se získává z grafitu, krystalické formy uhlíku, která se používá k výrobě tužek, a vzniká jako mřížkovaný list o tloušťce pouhého jednoho atomu. Thomas je přesvědčen, že "zásadně změní svět" a změní způsob výroby všeho od mobilních telefonů a počítačů až po elektromobily, zdravotnictví a vojenské vybavení.
Podle univerzity v Manchesteru, kde byl grafen v roce 2004 poprvé vyroben, by se chytré telefony vyrobené z tohoto materiálu mohly nosit na zápěstí a grafenové tablety by se daly srolovat jako noviny.
Thomas říká: "Grafen a další 2D materiály změní status quo a poskytnou technologie, které jsme nikdy předtím neviděli, a úrovně výkonu, které jsme nikdy předtím neviděli. V elektronice bude mít obrovský vliv na snížení spotřeby energie a vytvoření rychlejších polovodičů."
Potenciální využití zahrnuje kvantové počítače, magnetické senzory v nové generaci skenerů magnetické rezonance a spotřebitelské technologie, jako jsou doručovací drony.
Grafen je jedním z nejpevnějších a nejtenčích existujících materiálů, je mnohem pevnější než ocel, ale lehčí než papír, tvrdší než diamant, ale pružnější než guma. Je také velmi účinný při vedení tepla a elektřiny.
Ve své laboratoři v Somershamu vyrábí ve dvou reaktorech - velkých krabicích, jejichž hlavní část má tvar pece na pizzu - dostatek grafenu na výrobu 150 000 senzorů denně. Společnost Paragraf používá tento materiál dvěma způsoby: k měření magnetických polí a k převodu mikroorganismů, jako jsou bakterie a viry, na elektrické signály kombinací grafenu s mokrou vrstvou chemie jako biosenzoru.
řístroje se budou vyrábět v novém závodě v Huntingdonu vzdáleném několik kilometrů.
Thomas pracoval 11 let na polovodičích a směsných materiálech pro německou strojírenskou společnost Aixtron. Když se v roce 2015 vrátil do Velké Británie, Humphreys ho požádal, zda by mohli spolupracovat a vytvořit grafen ve větším měřítku.
Thomase ambice asijské země povzbuzují: "Už prozřeli. Viděli, že tento materiál bude v budoucnu významným materiálem, a jsou odhodláni."
Mnoho grafenových společností však má potíže s generováním příjmů a získáváním finančních prostředků a některé z nich zanikly.Jeden z prvních specialistů, Applied Graphene Materials v Durhamu, prodal svou hlavní činnost kanadské firmě a zbytek zlikvidoval. Společnost Versarien v Gloucestershire snížila počet svých výzkumných pracovníků, aby snížila náklady.
V květnu oznámila britská vláda, že v příštím desetiletí investuje do polovodičového průmyslu ve Spojeném království 1 miliardu liber, což je částka, která je nižší než 52 miliard dolarů vydávaných v USA.
"Pokud chceme být na špičce, musíme mít podporu," říká Thomas. "Hotovost je vždycky dobrá, ale znamená to závazky od vlády, které nám pomohou v Británii vzkvétat. Závazky, jak nám pomohou získat talenty, jak nám pomohou vybudovat infrastrukturu a jak nám pomohou obchodovat s ostatními zeměmi."
Diskuse