Grafen
Chociaż w ostatnich latach jest już o nim trochę ciszej, to technologie grafenowe są nadal rozwijane w Polsce. W kwietniu w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku przy współpracy naukowców z Politechniki Poznańskiej przeprowadzono eksperyment badający możliwości zastosowania grafenu w projektach związanych z syntezą termojądrową.
Reaktory termojądrowe, zwane także sztucznymi słońcami, mogą być przyszłością produkcji energii na Ziemi. Jednak zanim tak się stanie, to naukowcy muszą pokonać wiele barier. Jedną z nich jest odpowiedni dobór materiałów, które będą bezpośrednio wystawione na działanie „sztucznych słońc”. Dzięki swojej odporności na wysokie temperatury i uszkodzenia radiacyjne grafen może okazać się kluczowym materiałem w reaktorach termojądrowych.
- Dzięki testom wykryto na przykład, że z powodu promieniowania, w materiale pojawia się zależność właściwości elektrycznych od temperatury, która nie występowała przed umieszczeniem próbek w strumieniu neutronów – wyjaśnia dr inż. Semir El-Ahmar, kierujący badaniami na Politechnice Poznańskiej. - Co więcej, promieniowanie neutronowe powoduje zmniejszenie gęstości nośników ładunku w badanej strukturze. Okazuje się jednak, że odpowiada za to warstwa wodoru, a więc napromienienie jedynie w umiarkowanym stopniu wpływa na strukturę i właściwości grafenu.
Badania naukowe nad grafenem prowadzą w Polsce także zespoły naukowe z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (zespół chemików został nagrodzony za innowacyjną metodę otrzymywania trójwymiarowych róż grafenowych), z Politechniki Łódzkiej (naukowcy opracowali technologię otrzymywanie elektrod grafenowych do uzdatniania wody), a na Politechnice Warszawskiej działa Laboratorium Grafenowe.
Laser
W latach 90 zespół naukowy pod wodzą profesora Sylwestra Porowskiego opracował metodą wzrostu kryształków azotu galu do zastosowań w niebieskim laserze. Kryształy z Polski cechowały się 10 tysięcy razy wyższą jakością, niż używane wcześniej kryształy szafiru. Niebieski laser ma niezwykle szerokie zastosowania, używany jest m.in. w czytnikach płyt Blu-ray, projektorach, w branży telekomunikacyjnej, medycznej i wielu innych.
Polskie badania nad laserem, nie tylko tym niebieskim, trwają dalej. W marcu 2022 roku naukowcom z Uniwersytetu Warszawskiego, Wojskowej Akademii Technicznej oraz Uniwersytetu z Southampton udało się zaprezentować nowy typ lasera świecącego dwoma wiązkami.
- Uzyskany precyzyjnie przestrajalny laser może mieć zastosowanie w wielu dziedzinach fizyki, chemii, medycynie czy komunikacji. Zjawiska nieliniowe wykorzystujemy do stworzenia w pełni optycznej sieci neuromorficznej. Taka nowa fotoniczna architektura może stanowić potężne narzędzie uczenia maszynowego służące do rozwiązywania złożonych problemów klasyfikacji i wnioskowania, a także do przetwarzania dużych ilości informacji z coraz większą szybkością i wydajnością energetyczną – mówiła o możliwościach zastosowania podwójnego lasera profesor Barbara Piętka z wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
W 2020 roku naukowcy z Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej stworzyli ultrakompaktowy laser, który może dokładnie zobrazować siatkówkę i wcześniej wykrywać choroby.
– Jest to tzw. laser femtosekundowy, który można stosować w obrazowaniu tkanek biologicznych – wyjaśnia dr hab. Grzegorz Soboń, lider projektu. – Znajdzie on zastosowanie m.in. w obrazowaniu in vivo siatkówki oka, umożliwiając tym samym stworzenie narzędzi do zaawansowanej i wczesnej diagnostyki chorób oczu.
Czytaj też:
Polka w kosmosie. Łapie komety, szuka życia na Ganimedesie
Procesory kwantowe
W dziedzinie rozwoju procesorów kwantowych prym wiodą globalni giganci technologiczni jak Google czy Intel, jednak w Polsce także prowadzone są badania nad tą dziedziną, która w przyszłości może stać się lekiem na coraz większe zapotrzebowanie na możliwości obliczeniowe procesorów.
Badacze z Uniwersytetu Warszawskiego z budowali pierwszy w Polsce procesor kwantowy, lecz to nie jest jeszcze wyjątkowym osiągnięciem. Mateusz Mazelanik i dr Michał Parniak wykorzystali zbudowany przez siebie procesor w praktyce. Jest to o tyle istotne, że nawet najszybsze istniejące obecnie procesory kwantowe pełnią głównie rolę demonstratorów technologii i póki co nie mają większych praktycznych zastosowań.
Polscy naukowcy zastosowali procesor kwantowy w spektroskopii. Pokazali, jak dzięki kwantowemu przetwarzaniu informacji można bardziej wydajnie wyciągać informacje o materii schowane w świetle.
- Nasz procesor oparty jest na chmurze zimnych atomów. Mogą one w wydajny sposób przechowywać i przetwarzać informacje ze światła – opisuje dr Michał Parniak, kierownik Laboratorium Urządzeń Kwantowo - Optycznych.
W publikacji na łamach „Nature Communications” Polacy zaprezentowali, że ich urządzenie to może rozwiązywać realne problemy, z którymi nie poradziłyby sobie standardowe procesory: można go wykorzystać jako element superrozdzielczego spektrometru.
- Nasze urządzenie i algorytm pozwalają nie tylko lepiej wydobywać informacje niesione przez światło, ale mogłyby pozwolić lepiej informację w świetle „upchnąć” – mówi dr Parniak.
Czytaj też:
Stawy prosto z drukarki
Nauka – Polska Specjalność
Polskim naukowcom nie można zarzucić braku determinacji i chęci pomimo nienajlepszego otoczenia, do tego, aby prowadzić badania na wysokim poziomie i do wdrażania ich potem w życie. Oprócz wymienionych obszarów, w których polscy badacze prężnie działają, z Polski bez przerwy płyną wiadomości o kolejnych dokonaniach. Tylko w ostatnich miesiącach można było usłyszeć o:
Dr inż. Paulinie Chilimoniuk-Szwarc, która opracowała krystaliczne tlenki nanoporowate, które pozwalają rozłożyć wodę i uzyskać czysty wodór przy niskim napięciu i z dużą efektywnością procesu.
Prof. Agnieszce Jastrzębskiej, której zespół opracował bioaktywne kompozyty nanocząsteczkowe, które nałożone w postaci trwałej powłoki likwidują wirusy, bakterie i grzyby.
Badaczkach z Politechniki Łódzkiej, które opracowały opakowania z odpadów roślinnych.
I wielu, wielu więcej.
Czytaj też:
Prof. Skarżyński o innowacyjnych metodach leczenia głuchoty. „To był szok”
Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy tygodnika Wprost.
Regulamin i warunki licencjonowania materiałów prasowych.