Graphene FET Flagship är ett ambitiöst europeiskt projekt fokuserat på det eponyma nya undermaterialet. grafen, ett enatoms tjockt lager av kol, är lätt, transparent och stark, vars egenskaper ännu inte helt har upptäckts. Flaggskeppsprojektet kommer att få en miljard euro under en tioårsperiod för att flytta grafen ut från akademiska laboratorier och in i samhället, där dess tillämpningar förväntas ha en stark teknisk och ekonomisk inverkan.

Jani Kivioja, en finsk vetenskapsman, som är forskningsledare vid Nokia Research Center i Cambridge, STORBRITANNIEN, leder den industriella verksamheten inom projektet. Hans grupp försöker lösa vetenskapliga utmaningar för att förändra den konvergerande Internet- och kommunikationsindustrin. Här, han pratar med youris.com om vad grafen kan göra för europeiska medborgare.

Hur upptäcktes grafen och av vem?

Grafen har varit i den vetenskapliga rampljuset sedan de första banbrytande experimenten 2004. Andre Geim och Kostantin Novoselov vid University of Manchester är pionjärer inom grafen. De erkändes av Nobelpriset i fysik 2010. De första ansökningarna såg också dagsljus 2010.

Nokias forskning med grafen går tillbaka till 2006. Vårt arbete har fokuserat på både experimentellt och teoretiskt arbete med baserade batterier och superkondensatorer, transparenta flexibla filmer, grafentransistorer och sensorer.

Vilka tillämpningar kan komma från grafen?

Grafen är transparent men den är också extremt flexibel men ändå stel och en mycket bra ledare. Det kan användas för att skapa produkter som är lättare, mer robust, transparent, flexibel och töjbar. Och att göra nya elektroniska och fotoniska enheter möjliga. Viktiga potentiella applikationer är, till exempel, snabba elektroniska och optiska enheter, flexibel elektronik, funktionella lättviktskomponenter och avancerade batterier.

Exempel på nya produkter som kan möjliggöras av grafenteknologier inkluderar snabba, flexibel och stark konsumentelektronik som elektroniskt papper och böjbara personliga kommunikationsenheter, och lättare och mer energieffektiva flygplan. På längre sikt, grafen förväntas ge upphov till nya beräkningsparadigm och revolutionerande medicinska tillämpningar, med en möjlighet är konstgjorda näthinnor. Det har också potential inom spintronics, en framväxande teknologi som utnyttjar både elektronernas inneboende frihetsgrad, kallas spin, och dess tillhörande magnetiska moment.

Hur kan grafen betraktas som en plattformsteknik?

Grafen har överlägsen mekanisk, elektrisk, termiska och optiska egenskaper jämfört med andra kända material. Dessutom, grafen har verkligen unika kombinationer av överlägsna egenskaper. Allt detta kommer att möjliggöra en mängd applikationer inom olika områden. Vidare, olika applikationer kan realiseras genom att använda samma material, grafen, och grafenrelaterade processer. Detta är vad vi menar när vi säger att grafen är en plattformsteknik.

Vad är syftet med FLAGSHIP -projektet?

Uppdraget för Graphene Flagship är att ta grafen och relaterat lagermaterial från akademiska laboratorier och in i samhället. Dess mål är att revolutionera flera branscher och skapa ekonomisk tillväxt och nya jobb i Europa.

Denna forskningssatsning kommer att täcka hela värdekedjan från materialproduktion till komponenter och systemintegration. Den riktar sig också mot ett antal specifika mål som utnyttjar grafens unika egenskaper. För närvarande finns det många luckor i grafenindustrin, men detta kommer att förändras.

Det finns redan några lovande ansökningar. Du kan skriva ut elektronik med grafenbläck, till exempel. Men tekniken kommer verkligen att ha stor inverkan i framtiden, fem till tio år från nu.

Vilka potentiella fördelar erbjuder detta projekt för industrin?

Det är en unik möjlighet för många företag, låta dem samarbeta med akademin för att gemensamt skapa europeiska grafenindustrier, ger möjlighet till ökad ekonomisk tillväxt och nya sysselsättningsmöjligheter.

Nokia är intresserad av grafen, men kan inte göra allt själv och vi och andra industrier kan dra nytta av en förbättrad leveranskedja. Också, Nokia kan ge mycket till detta projekt. Ofta tenderar stora offentligt finansierade projekt att vara ganska akademiska där ansökningar och effekter inte är så tydliga. Men min roll och Nokias roll här är att se till att projektet påverkar hela Europa genom dess framtida tillämpningar.

Finns det utmaningar med att använda grafen industriellt på en massprodukt som denna?

Grafenteknologin är fortfarande i sin linda och samordnad storskalig forskning behövs, men om samma framsteg fortsätter förväntar vi oss att se några ganska fantastiska saker inom en inte alltför avlägsen framtid. Globala investeringar i grafenteknologi uppgår till miljarder dollar, men försörjningskedjans struktur utvecklas fortfarande. Och korrekt standardisering av grafenhärledda applikationer behövs också innan massprodukter når marknaden.