Wrocławskie XTPL to mistrzowie nanotechnologii. Opracowali metodę ultraprecyzyjnego drukowania

Co jest takiego unikalnego w technologii XTPL? Jest ona bardzo podobna to klasycznego drukowania, ale tutaj zamiast tuszu mamy nanocząsteczki metali, które umieszcza się w polu elektrycznym. To właśnie ono sprawia, że cząsteczki układają się w precyzyjne linie wielokrotnie cieńsze niż ludzki włos. Do tego są przezroczyste i przewodzą prąd.

Technologia XTPL już niedługo może znaleźć zastosowanie przy naprawie wyświetlaczy. Ich układy elektroniczne są bowiem coraz mniejsze, a wykonanie nie zawsze prawidłowe. Zdarzają się defekty, które prowadzą do wycofywania ze sprzedaży całych partii produktów. Wynalazek Polaków pomoże w naprawieniu tych problemów, co pozwoli zaoszczędzić wiele pieniędzy.

Szefem XTPL jest Filip Granek, naukowiec, a także biznesmen, który wraz ze współpracownikami tworzy firmę wycenianą na dziesiątki milionów złotych. Jej początki przebiegały jednak w dość zaskakującym otoczeniu, bo w garażu. Więcej ciekawostek znajdziecie w poniższym wywiadzie.

Karol Kopańko, Spider's Web: Zacznijmy ogólnie, od nanotechnologii. To młody dział nauki, ale słyszy się o niej coraz więcej. Wygląda na to, że rozwija się bardzo dynamicznie.

Dr Filip Granek, XTPL: Zdecydowanie. Z naszego punktu widzenia np. kierunek w jakim idzie obecnie produkowana elektronika (m.in postępująca miniaturyzacja) i popyt na nowinki techniczne powoduje, że nie brakuje na świecie zespołów pracujących nad naprawdę przełomowymi nanotechnologiami.

Polskie zespoły dotrzymują kroku zagranicy?

Podczas częstych wyjazdów obserwuję naukowców z Zachodu i widzę, że technologicznie absolutnie dotrzymujemy im kroku. Trudności i rozwarstwienia pojawiają się na kolejnym etapie – komercjalizacji. Dlatego w XTPL postawiliśmy m.in. na wsparcie zagranicznych funduszy i doświadczonych autorytetów. Chcemy działać na globalnym rynku śmiało i bez kompleksów. Mamy rewolucyjne rozwiązanie i jesteśmy pewni swojej wartości.

Początki były jednak nieco inne. Czy rzeczywiście zaczynał pan pracę nad technologią w garażu?
W swojej karierze naukowej zazwyczaj pracowałem w znakomicie wyposażonych laboratoriach. Gdy realizowałem projekty za granicą standard był bardzo wysoki. Należy jednak mieć świadomość, że badania prowadzone w laboratoriach np. na uczelni czy w prywatnych firmach oznaczają, że ich wyniki i ewentualne patenty czy prawa własności intelektualnej należeć będą do uniwersytetu lub koncernu. Stąd moja decyzja o prowadzeniu badań nad technologią XTPL we własnym laboratorium – w tym wypadku w zaadoptowanym garażu na obrzeżach Wrocławia.

Jak się tam pracowało i jak to wyglądało?

Zielone ściany i wszędobylskie kable… Tak właśnie zapamiętałem nasze pierwsze „centrum R&D” w Leśnicy (dzielnica Wrocławia-przyp.red.). To był kreatywny tygiel, w 3 osoby działaliśmy w pionierskim duchu. Jednak szybko stało się dla nas jasne, że to jest jedynie etap i po wstępnym potwierdzeniu w praktyce słuszności naszych założeń czeka nas przeprowadzka do profesjonalnego labu.

Dziś działacie już w pełni profesjonalnie. W końcu 40 osób trudno byłoby zmieścić w garażu. Jak zatrudnianie wygląda w przypadku „firmy naukowej”? Dla startupów rozwijających projekty internetowe ta kwestia jest dość oczywista – przynajmniej z mojego punktu widzenia – tam specjalista SEO, tu marketing manager. Gdzie szuka się ludzi do tworzenia przełomowych technologii? 

Szukamy absolutnych pasjonatów i profesjonalistów. Co czwarty z naszych pracowników legitymuje się tytułem doktora, kilka kolejnych doktoratów jest w drodze. Szukamy na uniwersytetach, wyłapujemy talenty na stażach w dużych korporacjach, mamy także ogromne wsparcie Dolnośląskiego Klastra Nanotechnologii. Co ważne, chcemy dać tym specjalistom nie tylko atmosferę pracy nad czymś wyjątkowym, ale także poprzez program opcyjny, udział w przyszłym sukcesie firmy.

Teraz porozmawiajmy o pańskiej technologii. Jak wykorzystujecie ją do drukowania?

W naszej technologii można znaleźć wiele analogii do klasycznego procesu druku. Pierwszym krokiem jest przygotowanie tuszu, czyli cząstek w mieszaninie rozpuszczalników. W tym przypadku operujemy w nanoskali, co oznacza, że rozmiary cząstek są wyrażone w miliardowych częściach metra. W zależności od potrzeb, stosujemy różne materiały: począwszy od nanocząstek srebrnych i złotych, a skończywszy na materiałach nowej generacji, takich jak półprzewodnikowe kropki kwantowe.

Po co są te różne materiały?

Każdy z nich posiada inne własności fizyko-chemiczne. Możliwość zastosowania naszego procesu do tak różnych klas materiałów jest dużą zaletą tej technologii. Kluczowym etapem jest jednak tworzenie struktur. Zaprojektowana przez nas unikatowa głowica drukująca pozwala na precyzyjne nanoszenie tuszu na podłoże.

Kształt, grubość poszczególnych struktur tworzonych tą metodą, ich długość oraz odległość pomiędzy nimi zależą od konkretnego zastosowania (w zależności od optymalnej metody drukowania skala nano- lub mikrometryczna).

Trochę trudno to sobie wyobrazić – czy mógłbyś podać przykład?

Oczywiście, np. struktury w formie kropek obecnie uzyskiwane na rynku mają zazwyczaj ok 50 μm, minimalne to 20 μm – natomiast XTPL obecnie uzyskuje kropki o wielkości 1 μm, a planujemy zejść nawet poniżej tej granicy.

Jak rozumiem wcześniej to testowaliście i planowaliście?

Proces XTPL związany jest z wieloma zjawiskami fizycznymi, włączając w to elektrostatykę, elektrodynamikę, dynamikę płynów czy dynamikę molekularną. Aby zrozumieć te wszystkie zjawiska, tworzymy modele numeryczne oraz stosujemy charakteryzację naszych tuszów i nadrukowanych struktur. Symulacje numeryczne wspomagają pracę eksperymentalną, a wyniki pomiarów pozwalają ulepszać modele numeryczne i przeprowadzać bardziej precyzyjne obliczenia. Dzięki temu możemy w pełni kontrolować naszą technologię, nieustannie ją optymalizować oraz dostosowywać proces XTPL do konkretnych zastosowań.

Właśnie, jakie to mogą być zastosowania?

Obecnie wkraczamy w nową fazę komercjalizacji naszych rozwiązań. Jest coraz bliżej pierwszych, komercyjnych kontraktów - jeden z globalnych liderów w sprzedaży maszyn do produkcji wyświetlaczy, wyceniany na ponad 9 mld dol., rozpoczął właśnie negocjacje ze spółką. Jest to efekt wcześniejszych prac z chińską firmą przy projekcie typu proof-of-concept.

Umowa, która będzie negocjowana przez XTPL i notowanego na chińskiej giełdzie potentata dotyczy wykorzystania naszej technologii w obszarze naprawy zepsutych połączeń metalicznych tzw. „open-defect repair” w cienkowarstwowych układach elektronicznych.

Chiński gracz jako jeden z czołowych na świecie dostawców technologii do produkcji wyświetlaczy, chce wdrożyć nasze rozwiązania jako wyposażenie oferowanych linii technologicznych. Kilku innych dużych, przemysłowych graczy z całego świata dostało w ostatnich tygodniach z naszego laboratorium aplikacyjnego wyniki nadesłanych specyfikacji. Pracujemy nad tym, by także z nimi przejść do fazy negocjacji komercyjnych umów. Najbliższe kwartały zatem, a szczególnie przyszły rok mają stać pod znakiem rosnących przychodów XTPL.

Z tego, co się orientuję to zerwanie połączeń metalicznych to typowa wada powstająca na etapie produkcji. Skoro już negocjujecie z pierwszymi partnerami, to jak konkretnie wasza technologia może im pomóc?

Dajemy możliwość precyzyjnej, szybkiej oraz niskokosztowej naprawy bez konieczności stosowania toksycznych substancji, zapewniając jednocześnie wysoką wydajność w zastosowaniach przemysłowych. Tego aspektu dotyczy m.in. proces negocjacyjny z chińskim partnerem.

Czyli firmy nie będą musiały wyrzucać zepsutych ekranów, a będą mogły je szybko naprawić.

Mówiąc ogólnie - tak. Podobnie rewolucyjne będzie w dłuższej perspektywie zastosowanie naszej technologii w przypadku produkcji przezroczystych warstw przewodzących tzw. TCF (transparent conductive films). Pozwoli ono na uniezależnienie się od stosowanego obecnie jako standard tlenku indowo-cynowego (ang. indium-tin oxide ITO) na rzecz np. srebra, co oznacza pełną transparentność, elastyczność, doskonałe parametry przewodzenia i niskie koszty produkcji. Producenci elektroniki - wyświetlaczy, ogniw słonecznych, ekranów dotykowych lub smartfonów - łakną takich rozwiązań, ponieważ umożliwiają one zaoferowanie klientom urządzeń nowej generacji.

Ale to nie jedyne zastosowanie tej technologii, prawda?

Każde z potencjalnych pól aplikacyjnych dla ultraprecyzyjnego druku metodą XTPL to osobna historia. Dla przykładu nasz nanodruk w połączeniu z tuszami zawierającymi nanomateriały o specyficznych właściwościach fizyko-chemicznych może znaleźć szerokie zastosowanie jako system antypodróbkowy.

Jak to mogłoby działać?

Różnego rodzaju nanocząstki zawarte w poszczególnych tuszach XTPL emitują unikalny sygnał optyczny, elektryczny lub magnetyczny (bądź też połączenie tych sygnałów) o różnych, ściśle kontrolowanych, wartościach. Z kolei dzięki technologii druku XTPL, istnieje możliwość wytworzenia szeregu linii (bądź innych kształtów) o szerokości jedynie kilkuset nanometrów, a więc niewidocznych dla ludzkiego oka. Każda taka struktura wydrukowana jest z innego tuszu, więc emituje inny sygnał. Połączenie tych dwóch elementów – druku i tuszów – prowadzi do stworzenia złożonego systemu antypodróbkowego opierającego się na koncepcie „fingerprint”.

Czyli jak odcisk palca jest unikalny dla każdego człowieka, tak próbka zawierająca zbiór różnych sygnałów jest unikalna dla zabezpieczonego produktu?

Dokładnie. W ostatnich tygodniach zaprezentowaliśmy proof of concept w tym zakresie jednemu z najnowocześniejszych przedsiębiorstw w Europie, działających w branży security printing.

Jak w takim razie wygląda praca nad technologią w jej obecnym stadium?

Mamy kilka kluczowych rozwiązań, objętych zgłoszeniami patentowymi. XTPL ma w sobie wciąż dużo świeżości - jest tyglem, w którym kilkadziesiąt tęgich głów napędza się nawzajem. W laboratoriach o nudzie nie może być mowy. Natomiast kluczowe jest dla nas tzw. uproduktowienie i wdrożenie na rynku opracowywanych rozwiązań.

A w tym pomagają inwestorzy… Jeśli chodzi o XTPL są to Leonarto, Acatis i Heidelberger. Na ile jest to „smart money”, a na ile zwykła pomoc w pokryciu kosztów?

Dla mnie to idealny przykład idei „smart money”. Już w początkowym etapie budowania firmy zdawałem sobie sprawę, że potrzebuję od inwestorów wsparcia w procesie profesjonalizowania struktur organizacji, merytorycznego zaangażowania w proces pozyskiwania partnerów biznesowych, czy wytyczania międzynarodowych strategii działania. Nie ukrywam tego, że moje korzenie tkwią w nauce i otrzymując właśnie wspomniane „smart money” miałem idealne wsparcie zarządzaniu biznesem. Przez ostatnich kilka kwartałów poznałem wielu cenionych ludzi - także z Doliny Krzemowej - taki network jest kluczowy do realizacji śmiałych planów.

Jeździł Pan również na tzw. misje gospodarcze (np. do Finlandii). Czy mają one przełożenie na biznes? Na ile wsparcie rządu jest faktycznie pomocne? 

Misja gospodarcza pod auspicjami Prezydenta RP w Helsinkach to dziesiątki spotkań z wieloma skandynawskimi decydentami i przedstawicielami biznesu. Na teraz nie mogę jeszcze powiedzieć, czy przełoży się to na konkretne kontrakty, ale na pewno część drzwi w Finlandii mamy już otwartych. A to już coś. Wsparcie publiczne to dla nas także różnorakie granty m.in. z NCBiR, PARP czy RPO, z których korzystamy. To jest dla nas i dla naszych inwestorów bardzo istotny i pozytywny element w zarządzaniu ryzykiem i biznesplanem.

Czy takie wsparcie tworzy w Polsce dobre miejsce do tworzenia technologii na skalę światową?

Pracowałem na zagranicznych uczelniach i w zagranicznych firmach. Wszędzie tam spotykałem utalentowanych naukowców i inżynierów z Polski. To jest właśnie nasza przewaga – w Polsce mamy wielu genialnych, znakomicie wykształconych młodych ludzi, a to otwiera możliwości w zakresie budowania bardzo dobrych i efektywnych zespołów R&D. Nie jest to wielkie odkrycie – wiedzą to zagraniczne koncerny, które w Polsce lokują swoje centra badań i rozwoju.

We Wrocławiu, korzystamy nie tylko z kadrowych dobrodziejstw uczelni wyższych ale i grantów oraz absolutnie wyjątkowego miejsca jakim są laboratoria PORT. Mając takie zasoby do dyspozycji mogę uczciwie powiedzieć – tak, Polska to dobre miejsce na pracę nad globalnymi technologiami. XTPL ma wszelki potencjał by udowodnić, iż możliwe jest komercjalizowanie najbardziej zaawansowanych technologii – technologii „Made in Poland” - na globalnych rynkach.