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Desde su primer aislamiento en 2004, el grafeno ha sido considerado un material milagroso que podría transformar la electrónica y otras industrias. El grafeno tiene solo un átomo de espesor, pesa muy poco y ofrece una conductividad eléctrica y térmica significativamente mayor en comparación con el silicio. Todavía no se ha encontrado una aplicación asesina, pero una que parece prometedora es la biodetección.
Incluso si esta aplicación de mercado tiene éxito, la pregunta sigue siendo cómo la fabricación de productos basada en gráficos puede integrarse en las cadenas de suministro existentes para que también sea escalable.
Una empresa dedicada a responder estas preguntas es Paragraf, que se escindió de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido en 2017. Después de recaudar alrededor de $ 85 millones en fondos, planea habilitar la aplicación asesina y aumentar la producción. Nos reunimos con el director ejecutivo de Paragraf, Simon Thomas, en Londres para comprender las grandes ambiciones de la empresa.
«Hacemos cosas que la gente solo imaginó», dijo al EE Times. «Nuestro objetivo es hacer realidad la ciencia ficción».
Es fácil ver por qué los inversores apoyan a Thomas y la empresa que cofundó con Ivor Guiney. He visto y trabajado con muchas empresas emergentes en los últimos 25 años, y es relativamente inusual conocer a científicos que también tienen conocimientos comerciales. Pero la forma en que Thomas habla sobre los desafíos de las cadenas de suministro actuales y recauda mucho más dinero para hacer realidad la ciencia ficción y desarrollar la capacidad de fabricación demuestra que no es solo un científico o tecnólogo inteligente. Sí, es científico e ingeniero con experiencia en física, ciencia de los materiales y química. Pero también tiene un agudo sentido de los desafíos que Paragraf debe enfrentar para crecer.
Alentó su declaración de ciencia ficción y se refirió a «Star Trek» y dijo: «Nuestro objetivo es el tricorder». Esto se refiere a un futuro dispositivo médico portátil que medirá los signos vitales de un paciente sin pruebas invasivas utilizando una sola muestra en Minutos puede registrar, calcular y analizar. Liderando el camino hacia ese objetivo está el desarrollo de biosensores basados en grafeno de la empresa, que Thomas espera que sea una aplicación clave que la empresa pueda comercializar con éxito.
Antes de ver cómo cree que puede hacerlo, lo que incluye desarrollar la capacidad de fabricación en los EE. UU., echemos un vistazo a por qué el grafeno es tan importante y el papel de Paragraf en ese mercado.
¿Por qué gráficos?
El grafeno es adecuado para aplicaciones electrónicas debido a su alta conductividad térmica y eléctrica. Los electrones en el grafeno tienen mucha mayor movilidad y, por lo tanto, velocidad bajo un campo eléctrico aplicado que los semiconductores como el silicio. Esto significa que el grafeno permite crear dispositivos más eficientes que funcionan más rápido que las alternativas tradicionales y consumen menos electricidad.
También es muy liviano, solo tiene un átomo de espesor y, aunque es liviano y flexible, el grafeno es mecánicamente mucho más fuerte que los semiconductores estándar, lo que le permite tolerar voltajes mucho más altos. A medida que las industrias, en particular la automotriz, avanzan cada vez más hacia una mayor electrificación, esto se está convirtiendo en un factor clave. Además, en los niveles de potencia más altos a los que es probable que operen estos sistemas, la estabilidad térmica del grafeno y su capacidad para disipar rápidamente el calor pueden ayudar a reducir la complejidad del dispositivo y los costos de materiales.
¿Por qué cláusula?
Paragraf ha desarrollado y patentado una tecnología de deposición libre de contaminación para llevar al mercado la fabricación de alto volumen de productos electrónicos basados en grafeno y garantizar que también encaje en la infraestructura de fabricación existente.
Básicamente, la compañía ha desarrollado su propia planta de fabricación cerca de Cambridge, Reino Unido, para fabricar láminas de grafeno 2D de alta pureza a escala. Su primer producto, lanzado el año pasadoes un sensor de efecto Hall basado en grafeno ideal para el mapeo de celdas de batería en vehículos eléctricos, pero más ampliamente también para aplicaciones de posicionamiento y detección de campo magnético.
El siguiente gran sector al que se dirige es el diagnóstico médico y, en concreto, los biosensores. «Nuestro objetivo es desarrollar un monitor de punto de atención que pueda identificar muchas enfermedades diferentes a partir de una sola muestra», dijo Thomas.
Aquí habla de hacer realidad el tricorder ficticio de «Star Trek». Agregó que los sensores de estado sólido son relativamente nuevos y esperan que puedan ayudar a impulsar el uso de biosensores basados en grafeno.
Como parte de esto, Paragraf recibió recientemente una subvención de £ 550 000 de la agencia de innovación del gobierno del Reino Unido, Innovate UK, para un programa de dos años para desarrollar una prueba de concepto combinadaProcalcitonina (PCT)yProteína C reactiva (PCR)Prueba en un solo panel.
Está previsto realizar un ensayo clínico de la prueba combinada PCT/CRP a mediados de 2023 en colaboración con varias universidades y hospitales del Reino Unido (incluidas las universidades de Liverpool, Manchester y Newcastle).
En un anuncio reciente sobre la colaboración con Paragraf, Paul Dark, profesor de Medicina de Cuidados Intensivos en la Universidad de Manchester, dijo que una prueba de marcador inflamatorio agudo propuesta podrá proporcionar resultados precisos para la atención de pacientes de emergencia en minutos, desde un pequeño Muestra de sangre. Se dice que la precisión de la prueba es al menos comparable a las pruebas de inmunoensayo (anticuerpos) basadas en laboratorios centralizados en hospitales, que pueden tardar horas en enviar los resultados a los servicios de emergencia.
La prueba de diagnóstico basada en gráficos tiene como objetivo permitir a los médicos identificar a los pacientes que requieren tratamiento con antibióticos dentro de una visita clínica estándar de 15 minutos. Se espera que fomente el uso de antimicrobianos al dar a los médicos información sobre cuándo no recetar antibióticos, ya que el resultado de la prueba distingue entre infecciones virales y bacterianas.
Paragraf espera seguir ofreciendo una gama de pruebas rápidas de alta sensibilidad para biomarcadores de enfermedades en áreas como las enfermedades cardiovasculares, la oncología y las enfermedades infecciosas. El objetivo es desarrollar un conjunto completo de pruebas que se puedan usar en casi cualquier entorno o entorno de atención médica.
“Con nuestra tubería disruptiva en el nuevo tipo de IVD [in-vitro diagnostic] Con nuestros productos, nuestro objetivo es hacer una contribución significativa para resolver algunos de los problemas de salud más persistentes del mundo, incluida la resistencia a los antibióticos. [and] detección temprana de cáncer y enfermedades cardiovasculares”, dijo Thomas.
¿Por qué los Estados Unidos?
La clave para hacer que el grafeno sea comercialmente viable es permitir su integración vertical en las cadenas de suministro de fabricación de productos electrónicos existentes, dijo Thomas. “Queremos que el mundo comience a usar gráficos. Pero para hacer eso, debemos poder integrarlo en las cadenas de herramientas y cadenas de suministro de productos electrónicos existentes. Ya hemos sometido los gráficos a los mismos conjuntos de herramientas”.
¿Qué tan exitoso ha sido Paragraph hasta ahora? Thomas dijo que la compañía ya tiene millones de dólares en pedidos de sus primeros productos, sensores de efecto Hall de grafeno. La empresa recaudó 60 millones de dólares ese año para ampliar su capacidad de producción y mejorar aún más la I+D en nitruro de boro, que dice es un «aislante fantástico», nitruro de aluminio y otras áreas.
Esa producción se encuentra actualmente en el Reino Unido, pero Thomas cree que Estados Unidos será un trampolín para que Paragraf aumente enormemente la capacidad.
“Realmente quiero escalar, y eso requiere una financiación significativa, tal vez alrededor de $ 150 millones, para completarse a fines de 2023”, dijo. «Pero quiero hacerlo antes».
Y eso significa que Paragraph tiene que hacerlo desde EE. UU., dijo.
“Si queremos alcanzar las estrellas en los EE. UU., entonces lo hacen. [investors] decir: «Vamos a alcanzar las estrellas». En el Reino Unido ven tu visión en el aquí y ahora, mientras que el inversor estadounidense está muy motivado por una visión del futuro”.
Después de recaudar todo ese dinero, la pregunta natural que se debe hacer a continuación son los planes de salida.
Thomas demostró una vez más su visión para los negocios. Dijo que había tres opciones: una oferta pública inicial, una adquisición o una compra privada. Está apuntando a una OPI dentro de los próximos cinco años, dijo. “Muchas empresas están interesadas en la ruta de adquisición. Pero si vamos por este camino, no podremos realizar nuestra visión”.
Y Thomas parece interesado en hacer realidad su visión de llevar la electrónica basada en gráficos a la producción en masa. Y tal vez incluso contribuir al desarrollo de un tricorder en un futuro no muy lejano.
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