Ο Ευρωπαϊκός οδικός χάρτης για την επιστήμη και τεχνολογία του γραφενίου

Η ευρωπαϊκή πλατφόρμα του γραφενίου (Graphene Flagship), δημοσιοποίησε έναν σημαντικό επιστημονικό και τεχνολογικό οδικό χάρτη ο οποίος εστιάζει σε ερευνητικές περιοχές ικανές να πάρουν το γραφένιο (και τα άλλα δισδιάστατα υλικά) από τα ακαδημαϊκά εργαστήρια και να το χρησιμοποιήσουν σε εφαρμογές προς όφελος της κοινωνίας.

Τον Οκτώβριο του 2013, η ακαδημαϊκή κοινότητα και η βιομηχανία ένωσαν τις προσπάθειές τους για να δημιουργήσουν το Graphene Flagship. Σήμερα, 142 ερευνητικοί εταίροι από 23 χώρες, μαζί με έναν αυξανόμενο αριθμό συνεργατών, το Graphene Flagship εδραιώθηκε κατόπιν πρόσκλησης από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, για να αντιμετωπίσει μεγάλες επιστημονικές και τεχνολογικές προκλήσεις του σήμερα, μέσω μακροπρόθεσμης προσπάθειας διεπιστημονικής έρευνας και ανάπτυξης.

Σε μία δημοσίευση, ανοικτής πρόσβασης για το κοινό στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nanoscale της Royal Society of Chemistry, περισσότεροι από 60 συγγραφείς από ακαδημαϊκούς και βιομηχανικούς φορείς, κατέστρωσαν έναν επιστημονικό και τεχνολογικό οδικό χάρτη για το γραφένιο και συναφείς δισδιάστατους κρυστάλλους αλλά και για υβριδικά συστήματα που βασίζονται σε συνδυασμούς δισδιάστατων κρυστάλλων με άλλα νανοϋλικά. Ο τεχνολογικός οδικός χάρτης έχει ορίζοντα πλέον των 10 ετών και στόχος του είναι να οδηγήσει την ερευνητική κοινότητα και τη βιομηχανία, στη δημιουργία προϊόντων βασισμένα στο γραφένιο και σε άλλα συναφή υλικά.

«Είμαστε πολύ περήφανοι για την κοινή προσπάθεια των συγγραφέων, οι οποίοι σχεδίασαν αυτόν τον οδικό χάρτη», αναφέρει ο Καθηγητής Jari Kinaret, διευθυντής του Graphene Flagship. «Ο οδικός χάρτης αποτελεί ένα γερό θεμέλιο της ευρωπαϊκής κοινότητας, για να μπορέσει να προγραμματίσει τις δραστηριότητές της για τα επόμενα χρόνια. Δεν αποτελεί ένα στατικό έγγραφο, αλλά θα εμπλουτιστεί στο μέλλον με γνώμονα την πρόοδο σε αυτή την περιοχή αλλά και τις νέες καινοτόμες εφαρμογές οι οποίες θα προκύψουν στην πορεία και θα εξελιχθούν περαιτέρω από τη βιομηχανία.»

Το γραφένιο και τα συναφή υλικά, αναμένεται να φέρουν επανάσταση στους τομείς εφαρμογής των και έχουν τη δυνατότητα να γίνουν τα υλικά του 21ου αιώνα. Θα συμπληρώσουν και με τον καιρό θα αντικαταστήσουν υπάρχοντα υλικά σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Δισδιάστατα υλικά, σε ορισμένες περιπτώσεις θα ενσωματωθούν στις υπάρχουσες πλατφόρμες, με σκοπό να τις ενισχύσουν. Για παράδειγμα, το γραφένιο θα μπορούσε να ενσωματωθεί στη φωτονική του πυριτίου, αξιοποιώντας την υφιστάμενη τεχνολογία για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

Ο οδικός χάρτης, εστιάζεται σε τρείς ευρείς τομείς δραστηριότητας. Ως πρωταρχικό του καθήκον είναι να εντοπίσει νέα πολυστρωματικά υλικά, να αξιολογήσει τις δυνατότητές τους ούτως ώστε να βρεθεί ένα αξιόπιστος, επαναλήψιμος και ασφαλής τρόπος παραγωγής σε βιομηχανική κλίμακα. Απώτερος στόχος μας είναι η ενσωμάτωση των στοιχείων και δομών που βασίζονται σε δισδιάστατα υλικά σε συστήματα ικανά να παρέχουν νέες λειτουργίες και τομείς εφαρμογής.

Έντεκα θέματα επιστήμης και τεχνολογίας προσδιορίζονται στον οδικό χάρτη. Αυτά είναι: βασική επιστήμη και έρευνα, υγεία και περιβάλλον, παραγωγή, ηλεκτρονικές συσκευές, spintronics, φωτονική και οπτοηλεκτρονική, αισθητήρες, ευέλικτα ηλεκτρονικά συστήματα, μετατροπή και αποθήκευση ενέργειας, σύνθετα υλικά και συσκευές βιοϊατρικής. Ο οδικός χάρτης εξετάζει τον καθένα τομέα ξεχωριστά, με χρονοδιαγράμματα.

Ερευνητικά πεδία που περιγράφονται στον οδικό χάρτη αντιστοιχούν σε γενικές γραμμές με τα τρέχουσα πακέτα εργασίας του Flagship. Στην επόμενη φάση του δικτύου θα συμπεριληφθεί ένα επιπρόσθετο πακέτο εργασίας, που είναι αφιερωμένο στην αναπτυσσόμενη περιοχή των βιοϊατρικών εφαρμογών. Μαθαίνουμε από εμπειρία, αλλά και από τις παρατηρήσεις των ειδικών αξιολογητών της δουλειάς μας. Μία πρόσφατη ανεξάρτητη αξιολόγηση επιβεβαίωσε ότι η πορεία του Graphene Flagship είναι σταθερή στην επίτευξη των στόχων του. Με εκατοντάδες ερευνητικές εργασίες, πολυάριθμες πατέντες και εμπορεύσιμα προϊόντα στο όνομά του Flagship, η τεχνολογική πλατφόρμα παρέχει μια εξαίρετη επιστροφή χρημάτων σε σχέση με αυτά που επενδύονται.

Το χρονοδιάγραμμα του οδικού χάρτη, προβλέπει ότι πριν τη λήξη της περιόδου των 10 ετών της τεχνολογικής πλατφόρμας γραφενίου, προϊόντα ηλεκτρονικών ειδών, συνθέτων υλικών και ενέργειας θα είναι στην αγορά. Ελπίζουμε να δούμε προηγμένα πρότυπα ολοκληρωμένων φωτονικών κυκλωμάτων, αισθητήρες, ηλεκτρονικά υψηλής ταχύτητας λειτουργίας και βιοϊατρικές συσκευές μεταξύ άλλων.

«Αυτή η δημοσίευση είναι προϊόν μιας τετραετούς προσπάθειας συλλογής και συντονισμού των τελευταίων αποτελεσμάτων πάνω στην επιστήμη και τεχνολογία του γραφενίου και συναφών υλικών» λέει ο Andrea Ferrari, Διευθυντής του Κέντρου Γραφενίου του Πανεπιστημίου του Cambridge, και Πρόεδρος του Εκτελεστικού Συμβουλίου του Graphene Flagship, ο οποίος μαζί με τον φυσικό Francesco Bonaccorso του Ιταλικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας, συντόνισαν την προσπάθεια αποτύπωσης του οδικού χάρτη. Ο Καθηγητής προσθέτει: «Ελπίζουμε πως αυτός ο τεχνολογικός χάρτης ανοικτής πρόσβασης, θα χρησιμεύσει ως σημείο εκκίνησης για την ακαδημαϊκή κοινότητα και τη βιομηχανία, στις προσπάθειές τους να παράγουν πολύ-στρωματικά σύνθετα υλικά από το εργαστήριο στην αγορά».

Από τη χώρα μας συν-συγγραφείς του οδικού χάρτη είναι ο καθηγητής Κωνσταντίνος Γαλιώτης του τμήματος Χημικών Μηχανικών και συνεργαζόμενο μέλος του ΙΤΕ/ ΙΕΧΜΗ και εθνικός συντονιστής του Graphene Flagship και οι Ελευθέριος Λοιδωρίκης, Αναπλ. Καθηγητής στο Παν. Ιωαννίνων, ο οποίος δραστηριοποιείται στη μοντελοποίηση του γραφενίου και ο Εμμανουήλ Κυμάκης, Αναπλ. Καθηγητής του ΑΤΕΙ Κρήτης, ο οποίος ασχολείται με τις ηλεκτρονικές διατάξεις του γραφενίου. Η ομάδα της Πάτρας που συντονίζεται από τον κ. Γαλιώτη έχει αναπτύξει μεγάλη δραστηριότητα στην επιστήμη και τεχνολογία του γραφενίου και έχει επιφορτιστεί από το Graphene Flagship για ερευνητική μελέτη συνθέτων και υβριδικών υλικών με βάση το γραφένιο για εφαρμογές στην αεροναυπηγική, σε ηλεκτρονικές συσκευές, στις μεταφορές κλπ.

Πηγή: http://www.epixeiro.gr/%CE%B5%CE%B9%CE%B4%CE%AE%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82/...