Η επιστημονική επανάσταση καθιστά σήμερα τη νανοτεχνολογία σημαντική, αφού οι εφαρμογές της επηρεάζουν την παγκόσμια οικονομία και βιομηχανία. Η βιομηχανία που στηρίζεται στη νανοτεχνολογία είναι τεράστια διεθνώς, κυρίως σε ό,τι αφορά τη βιοϊατρική, τη γενετική ή την ενέργεια. Οι πολυεθνικές εταιρείες επενδύουν μεγάλα ποσά στα επιστημονικά εργαστήρια νανοτεχνολογίας και η έρευνα που γίνεται στα εργαστήρια αυτά επιδρά έντονα στην καινοτομία, την επιστήμη και την επιχειρηματικότητα
Οστεοαρθρίτιδα και αθηρωμάτωση αντιμετωπίζονται μέσα από τα προγράμματα «Νανοαρθροχόνδρος» και «Nanocardio»
«Βελτίωση στις συμβατικές μεθόδους παραγωγής φωτισμού, αποθήκευσης ενέργειας και επικοινωνίας, αλλά και στις εφαρμογές τους σε φωτοβολταϊκά συστήματα, εύκαμπτες οθόνες, βιοδιαγνωστικές συσκευές, εκτυπώσιμες μπαταρίες και βιομηχανικά προϊόντα υπόσχονται τα Οργανικά Ηλεκτρονικά
¨Το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας του ΑΠΘ πρωταγωνιστεί στις εξελίξεις στα Οργανικά Ηλεκτρονικά
Της Αλεξάνδρας Λεφοπούλου
Στην Ελλάδα, η ιστορία της νανοτεχνολογίας ξεκινά πριν από 22 χρόνια, καθιστώντας την σήμερα σημαντικό πόλο στον χάρτη της νανοτεχνολογίας σε παγκόσμιο επίπεδο. Το 1991, μετά την επιστροφή του καθηγητή Στέργιου Λογοθετίδη από τις μεταδιδακτορικές του σπουδές στη Γερμανία, στήνεται το πρώτο εργαστήρι Νανοτεχνολογίας και αργότερα το 2001 το Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα στην Νανοτεχνολογία στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Ο ίδιος ο καθηγητής σημειώνει ότι οι συγκυρίες της εποχής στον πανεπιστημιακό χώρο βοηθούσαν πολύ στη δημιουργία εργαστηρίων χάρη στην αλλαγή αντίληψης της εποχής γύρω από τα πανεπιστημιακά εργαστήρια και την έρευνα, αλλά και στα ευρωπαϊκά προγράμματα του Α’ και του Β’ Κοινοτικού Πλαισίου Στήριξης για μεγάλες συνεργασίες με τη βιομηχανία και μια σειρά από θετικές συμπτώσεις που διευκόλυναν τη σύσταση και λειτουργία του. Ετσι δημιουργήθηκε ο εξοπλισμός του εργαστηρίου αξίας πολλών δεκάδων εκατομμυρίων ευρώ, που επέτρεπε όπως εξηγεί ο κ. Λογοθετίδης, καθηγητής ΑΠΘ, διευθυντής του Εργαστηρίου Νανοτεχνολογίας LTFN, «να παράγει θέματα επιστημονικά και τεχνολογικά και να δημιουργεί το αύριο». Στην ερώτηση για το πόσο εύκολο ήταν να δημιουργηθεί το εργαστήριο ο Στέργιος Λογοθετίδης απαντά παρομοιάζοντάς το με λαχείο. Τα ευρωπαϊκά προγράμματα της εποχής βοήθησαν να δημιουργηθεί το εργαστήριο με τον εξοπλισμό που χρειαζόταν για να συνεργαστεί με τη βιομηχανία. «Βήμα προς βήμα και με πολύ κόπο και τα πρώτα ευρωπαϊκά έργα που υλοποιήσαμε, αποκτήσαμε τον απαραίτητο εξοπλισμό». Σήμερα το εργαστήριο της Νανοτεχνολογίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης θεωρείται μοναδικό στο είδος του και τον εξοπλισμό του.
Παράλληλα, οι εμπνευστές του δούλεψαν πάνω σε μία σειρά από συνοδευτικές δραστηριότητες επιδιώκοντας να βρίσκονται πάντα κοντά στην τεχνολογία αιχμής. Οι δραστηριότητες αυτές αφορούν το αναπτυξιακό και εκπαιδευτικό επίπεδο, αλλά και τη δικτύωση με τις επιχειρήσεις και μεγάλα αντίστοιχα ερευνητικά κέντρα άλλων χωρών, τη διοργάνωση μεγάλων συνεδρίων, όπως το «Nanoteχnology», αλλά κυρίως τη δραστηριοποίηση στα οργανικά ηλεκτρονικά που αποτελούν την αιχμή του δόρατος ή, αλλιώς, σύμφωνα με τον κ. Λογοθετίδη, το επαναστατικό τεχνολογικό πεδίο με μια σειρά από εφαρμογές στην ενέργεια, τον φωτισμό, την υγεία, την ηλεκτρονική και τη βιομηχανία.
Τα οργανικά ηλεκτρονικά έρχονται για να αντικαταστήσουν τα συμβατικά ηλεκτρονικά, με πλεονεκτήματα το γεγονός ότι είναι ανακυκλώσιμα, πιο ελαφριά, πιο φτηνά και πιο εύκαμπτα. Αν προσθέσουμε στα πλεονεκτήματά τους, τη δυνατότητά τους να βελτιώνουν τις μέχρι σήμερα συμβατικές μεθόδους παραγωγής, φωτισμού, αποθήκευσης ενέργειας και επικοινωνίας και τις εφαρμογές τους σε φωτοβολταϊκά συστήματα, εύκαμπτες οθόνες, βιοδιαγνωστικές συσκευές, εκτυπώσιμες μπαταρίες, αλλά και σε βιομηχανικά προϊόντα, όπως τα υφάσματα ή η συσκευασία, εύκολα μπορούμε να αντιληφθούμε ότι πρόκειται για μια σημαντική δυνατότητα για ανάπτυξη στην περιοχή.
Είναι χαρακτηριστικό ότι τα Οργανικά Ηλεκτρονικά αναμένεται να υπερβούν τα 15 δισ. ευρώ το 2014 και τα 75 δισ. το 2022 μόνο σε βασικές εφαρμογές οδηγώντας και σε πιο σύνθετες και ολοκληρωμένες εφαρμογές (ύφασμα, συσκευασία), συμβάλλοντας στην ίδρυση δεκάδων νέων εταιρειών, στην επιστροφή αξιόλογων επιστημόνων που επιθυμούν να δραστηριοποιηθούν επιχειρηματικά στο αντικείμενο και στη δημιουργία περίπου 100 νέων θέσεων εργασίας στην περιοχή στις τρεις πρώτες πιλοτικές γραμμές παραγωγής οργανικών ηλεκτρονικών. Παράλληλα, διαμορφώνουν ένα περιβάλλον αριστείας για την περιοχή της Κεντρικής Μακεδονίας που ήδη συγκεντρώνει μεγάλο αριθμό έργων οργανικών ηλεκτρονικών και κατ’ επέκταση και πνευματικών δικαιωμάτων που προκύπτουν από την ανάπτυξή τους, δημιουργώντας μόνο μέσα από τα προγράμματα μία σοβαρή υποδομή της τάξης των 30-40 εκατομμυρίων, αλλά και προοπτικές ανάπτυξης μέσα από καινούργιες επιχειρήσεις και εξειδικευμένους ερευνητές, οδηγώντας την περιοχή σε ιδιαίτερα υψηλή θέση στην έξυπνη εξειδίκευση των περιφερειών της Ευρωπαϊκής Ενωσης. Το γεγονός αυτό πρακτικά σημαίνει ότι τα Οργανικά Ηλεκτρονικά δίνουν… πόντους στην περιοχή της Κεντρικής Μακεδονίας και υπόσχονται ότι εδώ θα ανθήσει μέσα στα επόμενα χρόνια η επιχειρηματικότητα γύρω από το επιστημονικό αυτό πεδίο.
Αποτέλεσμα της δυναμικής ανάπτυξης των Οργανικών Ηλεκτρονικών είναι και η δημιουργία του «Ελληνικού Συνδέσμου Οργανικών και Εκτυπωμένων Ηλεκτρονικών» (Hellenic Organic and Printed Electronics Association – «ΗΟΡΕ-Α»), στον οποίο συμμετέχουν 21 βιομηχανικοί και ερευνητικοί φορείς της ελληνικής επικράτειας και δίνει τη δυνατότητα ανάπτυξης πρωτότυπων σχεδίων στη χώρα μας, ενώ τρεις μοναδικές παγκοσμίως πιλοτικές γραμμές Οργανικών Ηλεκτρονικών δημιουργούνται και πρόκειται να εγκατασταθούν στη Θεσσαλονίκη μέχρι το καλοκαίρι του 2014.
Σήμερα, μέσω του ΕΣΠΑ, τρέχουν 5 έργα σε συνεργασία με τουλάχιστον 12 ελληνικές επιχειρήσεις. Ηδη στο τελικό στάδιο βρίσκονται τα ΝανΟργανικ και ΥΦΑΤΡΟΝΙΚ. Ωστόσο, ήδη είναι σε εξέλιξη προγράμματα που αφορούν τη βιοϊατρική, τον φωτισμό και την ενέργεια.
Φωτοβολταϊκά στην τσάντα σας;
Το πρόγραμμα «ΥΦΑΤΡΟΝΙΚ» προσφέρει τη δυνατότητα ενσωμάτωσης εύκαμπτων οργανικών φωτοβολταϊκών διατάξεων σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα, όπως για παράδειγμα υφάσματα με στόχο την παραγωγή έξυπνων και λειτουργικών κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και ενδυμάτων για διάφορες χρήσεις.
Οργανικά Ηλεκτρονικά για ανάπτυξη
Ο στόχος του «ΝανΟργανικ» είναι η δημιουργία μιας πλήρους τεχνολογίας οργανικών ηλεκτρονικών, η οποία περιλαμβάνει την ανάπτυξη προηγμένων οργανικών ημιαγωγών, διαφανών ηλεκτροδίων και νανο-δομικών υλικών φραγμού, τον συνδυασμό των τεχνολογιών εκτύπωσης και κενού για την ανάπτυξη οργανικών ηλεκτρονικών διατάξεων, τόσο σε σκληρά όσο και σε εύκαμπτα υποστρώματα (π.χ. οργανικών φωτοβολταϊκών στοιχείων και οργανικών κυκλωμάτων) και τη συμβατότητα των υλικών και των τεχνικών ανάπτυξης με διαδικασίες ευρείας κλίμακας και χαμηλού κόστους, με στόχο την άμεση εφαρμογή τους σε βιομηχανική κλίμακα για την κατασκευή ηλεκτρονικών διατάξεων σε πολυμερικά υποστρώματα. Στόχος μέσα από τα παραπάνω είναι η παραγωγή διαφόρων τύπων ηλεκτρονικών διατάξεων, όπως για παράδειγμα αισθητήρων OLEDs, RFIDs, κ.ά.
«Νανοαρθροχόνδρος» και «Nanocardio»
Οστεοαρθρίτιδα και αθηρωμάτωση είναι οι ασθένειες που αντιμετωπίζουν τα παραπάνω προγράμματα. Στο πρόγραμμα «Νανοαρθροχόνδρος», που συμμετέχουν, εκτός από το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας LTFN του ΑΠΘ, και ιδιωτικές ελληνικές εταιρείες στοχεύει στην αντιμετώπιση της οστεοαρθρίτιδας που ταλαιπωρεί εκατομμύρια άτομα σε όλο τον κόσμο με τη χρήση νανοϋλικών που ενσωματώνονται στο ανθρώπινο σώμα, ενώ περνούμε τώρα σε ένα δεύτερο επίπεδο βιοαποικοδομήσιμων υλικών. Το Nanocardio προχωρά ένα βήμα περισσότερο και δημιουργεί πορώδη υλικά εξ ολοκλήρου βιοαποικοδομήσιμα, τα οποία αντικαθιστούν πλήρως τα stent και απομακρύνουν τον κίνδυνο αλλά και το κόστος μιας επέμβασης.
Εντός του 2014 θα είναι έτοιμες οι δύο πιλοτικές γραμμές παραγωγής οργανικών ηλεκτρονικών, που προβλέπεται να δημιουργηθούν στη Θεσσαλονίκη, σε έκταση του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου. Με τον τρόπο αυτό, η Ελλάδα θα πρωτοστατήσει σε έναν καινούργιο τομέα που εξαπλώνεται ταχύτατα παγκοσμίως. Το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας του ΑΠΘ πρωταγωνιστεί στις εξελίξεις δημιουργώντας νέου τύπου επιχειρηματικότητα στην περιοχή. Μία επιχειρηματικότητα που βασίζεται στη δημιουργική ικανότητα να μετατρέπεις τις ιδέες σε καινοτομικά προϊόντα. Και όπως τονίζει ο καθηγητής Λογοθετίδης, «τίποτα δεν κερδίζεται και δεν αλλάζει χωρίς προσπάθεια, οργάνωση, θέληση. Σήμερα πρέπει να βοηθήσουμε να δημιουργήσουν αυτοί που μπορούν να φτιάξουν το αύριο διαφορετικό για όλους μας».
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Η πρόκληση της έρευνας
Η ιστορία της νανοτεχνολογίας δεν είναι καινούργια. Ηδη, το 1959 ο διάσημος φυσικός Richard Feynman είχε μιλήσει για τα μεγάλα περιθώρια που αφήνουν οι νόμοι της φύσης για τον έλεγχο της ύλης σε ατομικό επίπεδο, στην ομιλία του με τίτλο «Υπάρχει πολύς χώρος στον πάτο», υπονοώντας τα μεγάλα περιθώρια που αφήνουν οι νόμοι της φύσης για τον έλεγχο της ύλης σε ατομικό επίπεδο.
Αυτό που ενδιέφερε τότε τον Feynman ήταν η πιθανότητα πυκνότερης διάταξης κυκλωμάτων υπολογιστών και μικροσκοπίων που θα μπορούσαν να δουν τα πράγματα πιο μικρά από ό,τι είναι δυνατό, μέσω των μικροσκοπίων με σάρωση ηλεκτρονίων. Γι’ αυτό ο Feynman έκλεισε τότε την ομιλία του προσφέροντας βραβεία 1.000 δολαρίων σε όποιον κατασκεύαζε έναν μικροσκοπικό κινητήρα ή έγραφε την πληροφορία μιας σελίδας βιβλίου σε μια επιφάνεια 1/25.000 μικρότερη στη γραμμική κλίμακα. Τα χρόνια πέρασαν και μόλις το 1985, ένας απόφοιτος του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, ο Τόμας Νιούμαν, κατάφερε να μειώσει την πρώτη παράγραφο της «Ιστορίας Δυο Πόλεων» από 1/25.000 κερδίζοντας το δεύτερο βραβείο Feynman.
Λίγα χρόνια πριν, το 1981, ο Eric Drexler είχε περιγράψει τις αρχές της φυσικής των μοριακών συστημάτων παρασκευής και τη χρήση νανομηχανών για την κατασκευή προϊόντων με ατομική ακρίβεια. Την ίδια χρονική περίοδο έγινε γνωστός ο όρος «νανοτεχνολογία» για να περιγράψει το όραμα του Feynman, δηλαδή τη δημιουργία και χρήση λειτουργικών δομών μεγέθους μεταξύ 1 και 100 νανομέτρων, της τάξης δηλαδή 10-9 μέτρων. Η λογική της βασίζεται στον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε είτε στη φύση είτε στο εργαστήριο τα μόρια και τα άτομα και τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να τα ανακατέψουμε «δημιουργώντας» διαφορετικά κάθε φορά υλικά ή προϊόντα. Είναι δηλαδή ένα είδος «επέμβασης» στον κόσμο των ατόμων.
