Materiały od Nanoceramics usprawnią zasilacze

Induktory znajdują zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu, ponieważ standardowo występują we wszelkiego rodzaju zasilaczach i transformatorach. Świat elektroniki szuka więc możliwości ulepszania tych komponentów. Rozwiązaniem może być technologia firmy Nanoceramics. Wrocławska spółka zajmuje się bowiem komercjalizacją metody produkcji materiałów magnetycznie miękkich, opartej na spiekaniu ceramik pod wysokim ciśnieniem. Tak wytworzone materiały mogą posłużyć do produkcji induktorów o znacząco lepszych parametrach, niż dostępne obecnie na rynku. – Warto zajmować się materiałami magnetycznie miękkimi, bo wciąż można coś poprawić. Chcemy osiągnąć produkt zapewniający jednocześnie cały szereg najważniejszych parametrów, takich jak wysoki poziom nasycenia indukcji magnetycznej i przenikalności magnetycznej oraz duży opór elektryczny. Nasze materiały łączą w sobie wszystkie wymienione cechy, umożliwiając stworzenie induktorów pracujących w wysokiej częstotliwości, mogących przetwarzać duże moce przy jednoczesnym zachowaniu bardzo małych objętości – mówi dr inż. Paweł Głuchowski, szef Nanoceramics. Tu przyda się odrobina teorii. Poziom nasycenia indukcji magnetycznej decyduje o wartości przetwarzanego przez induktor prądu (czyli faktycznie mocy). Przekroczenie tych wartości powoduje wzrost strat w całym układzie elektronicznym zawierającym przesycony induktor, co w konsekwencji może grozić nieprawidłowym działaniem, a nawet uszkodzeniem sprzętu. Wysoki opór elektryczny użytego materiału pozwala z kolei stosować wykonane z niego induktory w wysokich częstotliwościach, ponieważ pomaga on wyeliminować zjawisko powstawania prądów wirowych pod wpływem zmiennego pola elektromagnetycznego. To pozwala też przetwarzać większe moce w mniejszych objętościach. Obecnie dla zwiększenia oporu induktorów używane są polimery i tworzywa sztuczne. Ma to swoje zalety takie jak na przykład łatwość kształtowania, ale domieszki organiczne mają też swoje wady, np. niska temperatura topienia, czy spadek oporu z temperaturą, co szczególnie psuje własności induktorów i ogranicza zakres ich pracy. Nanoceramics ma swój pomysł na poradzenie sobie z tym problemem. - Nie stosujemy elementów polimerowych. Nasz materiał składa się wyłącznie z żelaza i azotku boru, dzięki czemu udało się nam wyeliminować wady związane z użyciem organicznych dodatków, jednocześnie zachowując bardzo wysoki poziom nasycenia indukcji magnetycznej i duży opór elektryczny – wyjaśnia Paweł Głuchowski.

Wspomnianym już plusem materiałów od Nanoceramics jest duża zawartość żelaza, dzięki której nasycenie magnetyczne jest wysokie. To z kolei pozwala na przepuszczanie większych prądów przy redukcji rozmiarów elementów. Firma nie poprzestaje na teorii, jednym z konkretnych przykładów wdrożenia jest ładowarka samochodowa do gniazda zapalniczki. Inżynierom z wrocławskiej spółki udało się zmniejszyć rozmiar cewki w tym urządzeniu aż 11 razy.

Brak dodatków organicznych, możliwy do osiągnięcia dzięki innowacyjnej metodzie produkcji, ma jeszcze jedną zaletę: materiały Nanoceramics są odporne na promieniowanie kosmiczne czy UV, i nie ulegają degradacji pod wpływem takiego promieniowania. Idealnym obszarem zastosowań jest więc oczywiście branża kosmiczna, w której zresztą chodzi nie tylko o wytrzymałość, ale i o zmniejszenie wagi. Odporność na wysokie temperatury – bo i tym charakteryzują się magnetyki produkowane metodą opracowaną przez polskich naukowców – przyda się także w wielu miejscach na Ziemi, czy też pod ziemią. Maszyny w kopalniach nierzadko pracują bowiem w temperaturach rzędu 50-60 stopni. Cała historia zaczęła się jednak od teorii, a dokładniej od badań podstawowych realizowanych w Instytucie Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN. Tam właśnie narodziła się metoda produkcji materiałów magnetycznie miękkich o bardzo przydatnych w elektronice parametrach. Naturalnie zaraz potem pojawiła się potrzeba komercjalizacji tego innowacyjnego rozwiązania i na początku 2016 roku działalność rozpoczęła powołana w tym celu spółka spin-off – Nanoceramics. Obecnie firma osiągnęła 8 poziom gotowości technologicznej (z 10), co oznacza, że inżynierowie mają już za sobą testy produktów w warunkach rzeczywistych. Przed Nanoceramics stoją teraz zadania skalowania autorskiej metody produkcji i rozwijania biznesu. Firma jest nieduża i na razie nie ma możliwości produkcyjnych, więc obecnie zakłada sprzedaż licencji, bo ten model biznesowy jest dużo prostszy do wprowadzenia. Paweł Głuchowski nie wyklucza jednak planów uruchomienie własnej produkcji i stopniowego rozwoju sprzedaży gotowych produktów. – Na początek będziemy licencjonować i zobaczymy, jak będzie się rozwijać działalność – stwierdza naukowiec. Spółka złożyła już wniosek patentowy w Polsce, stara się także o patenty w UE oraz 8 innych krajach, m.in. w Stanach Zjednoczonych (tu jest już przyznany), Chinach, Indii, Rosji, Brazylii i Japonii. Technologia jest obiecująca (wśród nagród zdobytych przez firmę jest m.in. złoty medal na targach wynalazków w Brukseli), a firma jeszcze bardzo młoda, więc możemy w niedalekiej przyszłości liczyć na uruchomienie na Dolnym Śląsku naprawdę innowacyjnej w skali świata produkcji. Szczególnie, że przemysł jest bardzo zainteresowany technologiami Nanoceramics. - W zeszłym roku rozpoczęliśmy prace nad wspólnymi produktami z dwoma zagranicznymi partnerami. Jedna z firm działa w branży elektronicznej, a druga w motoryzacyjnej – mówi Paweł Głuchowski. Działalność Nanoceramics wspiera też fundusz Giza Polish Ventures oraz Polski Instytut Badań i Rozwoju Technologii. Inna dobra wiadomość to wygrana w konkursie MIT Enterprise Forum Poland. Nanoceramics weźmie udział w programie akceleracyjnym realizowanym przez jeden z najlepszych na świecie uniwersytetów technologicznych. – Program MITEF Poland różni się nieco od innych tego typu przedsięwzięć, ponieważ nastawiony jest przede wszystkim na praktykę. To bardzo przydatne warsztaty, które nam, firmie wywodzącej się ze środowiska naukowego, pomogą zdobyć wiedzę o tym, jak rozmawiać z klientem, jak sprzedać produkt, chronić własność intelektualną, etc. Do tego dochodzi wsparcie mentorów, z którymi zawsze można się skontaktować w razie jakiegoś problemu – mówi Głuchowski. Paweł Głuchowski podkreśla jednak, że Nanoceramics to spółka badawczo-rozwojowa. Celem jest nie tylko sprzedaż opracowanych już technologii, ale tworzenie nowych rozwiązań. Wrocławscy badacze mają jeszcze wiele pomysłów, chociażby w obszarze ładowania bezprzewodowego. Pracownicy Nanoceramics zwracają przy tym uwagę na to, by tworzone przez nich rozwiązania miały praktyczne zastosowanie. – Chcemy trafiać w konkretne potrzeby klienta, nie tworzyć niepotrzebnych produktów. Nasz zespół wciąż pracuje nad nowymi aplikacjami, a spektrum zastosowań materiałów magnetycznie miękkich jest naprawdę szeroki – mówi Paweł Głuchowski.