Gekko Photonics to wrocławski startup założony przez zespół naukowców, inżynierów i pasjonatów technologii, którzy od 2018 roku pracują nad przełomowym zastosowaniem spektroskopii Ramana. Nazwa firmy nie jest przypadkowa – Gekkō po japońsku oznacza światło księżyca i nawiązuje do jednego z pierwszych laserów badawczych GEKKO XII z 1983 roku, używanego do eksperymentów nad fuzją termojądrową. Dziś ta sama precyzja i zaawansowanie technologiczne służą do ochrony polskich rzek przed skażeniami, które dotychczas były wykrywane zbyt późno lub w ogóle.
- Spectrally to autonomiczny system kontroli jakości online, który łączy spektroskopię Ramana (70 proc.), SERS (20 proc.) i NIR (5 proc.). Dzięki temu wykrywa do 93 proc. wszystkich substancji w przemyśle chemicznym. Miniaturyzacja do rozmiarów połowy pudełka na buty sprawia, że urządzenie jest odporne na wstrząsy, wilgoć, wysokie ciśnienie i zagrożenie wybuchowe – może pracować bezpośrednio w trudnych warunkach przemysłowych.
- W przeciwieństwie do tradycyjnych metod poboru próbek, Spectrally montuje się bezpośrednio w rurociągach i monitoruje skład ścieków w sposób ciągły. Dzięki temu wykrywa nawet nielegalne, nieciągłe zrzuty substancji ropopochodnych, które tradycyjne badania laboratoryjne często pomijają. Dokładność pomiarów sięga poziomu pojedynczych ppm, a montaż i przygotowanie do pracy zajmuje jeden dzień – bez potrzeby stosowania odczynników chemicznych czy części wymiennych.
- Wrocławscy naukowcy pracują również nad pierwszym na świecie komercyjnym systemem do ciągłej detekcji mikroplastików i związków PFAS (tzw. wiecznych chemikaliów) w wodzie. Firma planuje 20 wdrożeń w 2025 roku i 40 w kolejnym. Barierą pozostają przepisy – obecna ustawa ściekowa nie przewiduje ciągłego monitoringu, a koszt abonamentu (kilka tysięcy zł miesięcznie) może być wyzwaniem dla mniejszych gmin.
Spektroskopia Ramana to technika analizy chemicznej, która pozwala badać skład materii poprzez analizę interakcji światła laserowego z cząsteczkami. Każda substancja pozostawia charakterystyczny ślad świetlny – widmo ramanowskie, które jest dla niej unikalne jak odcisk palca. Do tej pory metoda ta była zarezerwowana dla zaawansowanych laboratoriów naukowych i przemysłu farmaceutycznego, głównie ze względu na ogromne rozmiary urządzeń, wielkości dwóch telewizorów kineskopowych, wysokie koszty i wrażliwość na warunki zewnętrzne. Inżynierowie z Gekko Photonics dokonali rzeczy pozornie niemożliwej – zminiaturyzowali tę skomplikowaną technologię do rozmiarów połowy pudełka na buty, tworząc system Spectrally, który jest odporny na wstrząsy, zmienną wilgotność, wysokie ciśnienie i zagrożenie wybuchowe, a więc może pracować bezpośrednio w trudnych warunkach przemysłowych.
Dr Bartosz Kawa, Chief Technology Officer w Gekko Photonics, tłumaczy, na czym polega przewaga ich rozwiązania nad tradycyjnymi metodami pomiarowymi.
– Normalnie spektroskopy przypominają rozmiarami dwa telewizory kineskopowe. Upraszczamy proces, aby klient czerpał realne korzyści z konkretnych wartości stężeń czy zanieczyszczeń. Klient mówi nam, co konkretnie chce wykrywać, a my dostarczamy rozwiązanie – mówi dr Kawa.
Spectrally. Autonomiczny system, który sam interpretuje wyniki
Spectrally to nie jest zwykły spektrometr, ale kompletny, autonomiczny system kontroli jakości online. Urządzenie łączy zaawansowaną kombinację technologii pomiarowych: spektroskopię Ramana w 70 procentach, SERS w 20 procentach, NIR w 5 procentach oraz dodatkowe czujniki optyczne w 5 procentach. Dzięki temu jest w stanie wykrywać nawet do 93 procent wszystkich substancji występujących w przemyśle chemicznym. System został zaprojektowany do pracy w systemach przepływowych – montuje się go bezpośrednio w rurociągach i kanałach, gdzie w sposób ciągły monitoruje skład chemiczny przepływających ścieków.
Dr Karolina Orłowska, Chief Scientific Officer, wyjaśnia przewagę tej technologii nad tradycyjnymi metodami poboru próbek.
– Węglowodory, głównie ropopochodne, których gęstość jest mniejsza niż gęstość wody, płyną głównie po powierzchni. Ponadto, jeśli są wprowadzane nielegalnie do ścieku, wówczas ich przepływ nie jest ciągły. Oznacza to, że tradycyjna metoda próbkowania może wykryć jedynie bardzo duże zrzuty, a i to nie zawsze – mówi dr Orłowska.
Dokładność pomiarów sięga poziomu pojedynczych ppm, co czyni Spectrally jednym z najdokładniejszych systemów kontroli jakości dostępnych na rynku. Co więcej, urządzenie nie tylko mierzy, ale samodzielnie interpretuje wyniki i dostarcza operatorom gotowe rekomendacje procesowe – działa jak niezależny dział kontroli jakości. Fizyczny montaż urządzenia i jego przygotowanie do pracy zajmuje zaledwie jeden dzień. Poza dostępem do zasilania sieciowego lub wymianą akumulatorów raz na dwa tygodnie, Spectrally nie wymaga stosowania żadnych części wymiennych ani odczynników chemicznych.
Pierwsze wdrożenie w Polsce
Przełomowym momentem dla zastosowania technologii w ochronie polskich wód jest rozpoczęta współpraca z Miejskim Przedsiębiorstwem Wodociągów i Kanalizacji we Wrocławiu. Spectrally zostanie wdrożone do ciągłego monitorowania ścieków pod kątem substancji ropopochodnych. Robert Stachurski, prezes Gekko Photonics, podkreśla znaczenie tej instalacji dla przyszłości monitorowania wód w Polsce.
– Nasze rozwiązanie nie tylko analizuje skład ścieków, ale także samodzielnie interpretuje wyniki i dostarcza operatorom gotowe rekomendacje procesowe – mówi Stachurski.
Wybór Wrocławia nie jest przypadkowy – to właśnie Dolny Śląsk i Odra stały się w 2022 roku areną jednej z największych katastrof ekologicznych w historii Polski. Gdyby ich system był zamontowany w kluczowych miejscach, tam gdzie znajdują się zakłady przemysłowe, odpowiednie służby mogłyby reagować natychmiast, a nie po tygodniach, gdy skażenie rozprzestrzeniło się na setki kilometrów. Dzięki temu kilka połączonych i współpracujących ze sobą urządzeń pozwoliłoby już na poziomie gminy sprawdzić, z jakiego obszaru płynie zanieczyszczenie i zawęzić grono potencjalnych sprawców. To kluczowa zmiana w porównaniu z obecną sytuacją, w której – jak podkreśla prezes Gekko Photonics – firmy są bezkarne, bo brakuje twardych dowodów.
Kolejny cel wrocławskich naukowców
Równolegle trwają prace nad pierwszym na świecie komercyjnym systemem do ciągłej detekcji mikroplastików i związków PFAS, tak zwanych wiecznych chemikaliów, w wodzie. To odpowiedź na narastający problem – według danych każdy Europejczyk spożywa codziennie od 1260 do nawet 9800 cząstek plastiku, w zależności od źródła wody. Robert Stachurski zdradza plany firmy w tym zakresie.
– Obecnie nie ma systemu, który w warunkach komercyjnych i krótkim czasie jest w stanie mierzyć mikroplastik. Jeśli nam się uda, co już częściowo potwierdziliśmy, że jest bardzo prawdopodobne, to będziemy oferować pierwszy taki system na świecie – zapowiada prezes Gekko Photonics.
Obecne prawo, a konkretnie Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z 12 lipca 2019 roku, tak zwana ustawa ściekowa, nie przewiduje metod ciągłego monitoringu, choć to właśnie one byłyby najbardziej efektywnym sposobem kontroli stężenia substancji trujących w płynącym ścieku. Gekko Photonics proponuje, by ich system pełnił funkcję uzupełniającą wobec badań laboratoryjnych – jako narzędzie pomiaru przesiewowego, które sygnalizuje, kiedy pobrać próbkę do szczegółowej analizy referencyjnej.
Kolejną barierą są koszty. Firma zakłada, że docelowo abonament za system będzie wynosił kilka tysięcy złotych miesięcznie. Choć to nieporównywalnie mniej niż milionowe straty związane z katastrofami ekologicznymi, dla wielu mniejszych gmin i przedsiębiorstw wodociągowych może to stanowić wyzwanie budżetowe. Woda jest dla tej technologii niewidoczna – jak wyjaśnia dr Bartosz Kawa – możemy skupić się na substancjach w niej występujących, bez zniekształcania obrazu, co czyni system niezwykle precyzyjnym, ale jednocześnie wymaga inwestycji, na które nie wszystkie samorządy mogą sobie pozwolić.
Plany ekspansji
Gekko Photonics ma ambitne plany rozwoju. Firma, która do tej pory wydała około 10 milionów złotych na prace badawczo-rozwojowe, planuje w najbliższym czasie znacząco zwiększyć skalę działania. Na 2025 rok zaplanowano 20 wdrożeń, a na kolejny – nawet 40. Startup ma już na koncie inwestycje od trzech funduszy venture capital i kilkunastu aniołów biznesu. Wśród inwestorów znalazła się między innymi Marylise Bougaret, francuska przedsiębiorczyni z 20-letnim doświadczeniem w zarządzaniu dużymi firmami przemysłowymi. Choć początkowo planowano debiut giełdowy na 2025 rok, prezes zapowiada, że może on zostać przesunięty, by spółka mogła najpierw osiągnąć wyższą wycenę i lepsze wyniki finansowe.
System Spectrally znajduje już zastosowanie nie tylko w branży wodno-kanalizacyjnej, ale także w przemyśle chemicznym, kosmetycznym i spożywczym. Jedna z firm wykorzystuje go do segregacji odpadów na toksyczne i nietoksyczne, co zaowocowało zmniejszeniem zużycia związków chemicznych. Firma realizuje projekty dla branży chemicznej i galwanizacyjnej zarówno w Polsce, jak i za granicą, w tym w Niemczech.
Wizja przyszłości. Czyste rzeki i zdrowa Odra za 10 lat
Robert Stachurski tak widzi idealny świat za 10 lat.
– Nasze kompaktowe i niedrogie urządzenia do monitorowania jakości wody są powszechnie stosowane przez instytucje rządowe, organizacje pozarządowe i firmy prywatne. Dzięki temu możliwe jest szybkie i skuteczne wykrywanie zanieczyszczeń w rzekach, jeziorach i oceanach. W efekcie nasze wody są czystsze, a ekosystemy wodne zdrowsze – mówi prezes Gekko Photonics.
Dla polskich rzek, a zwłaszcza dla Odry, ta wizja może okazać się szansą na uniknięcie kolejnych katastrof. Spectrally oferuje to, czego dziś najbardziej brakuje w systemie ochrony wód: szybkość, dokładność i możliwość wskazania sprawcy zanieczyszczenia. Zamiast czekać tygodnie na wyniki badań laboratoryjnych, operatorzy mogą reagować w ciągu kilku sekund, zamykając przepływ, zbierając zanieczyszczenia sorbentem i nie dopuszczając do zniszczenia naturalnych ekosystemów.
Potrzeba tylko woli politycznej i środków, by technologia, która już istnieje, mogła zacząć działać tam, gdzie jest najbardziej potrzebna. Wrocławski startup udowodnił, że polska myśl techniczna jest w stanie stworzyć rozwiązania na światowym poziomie. Teraz kolej na decydentów, by te rozwiązania trafiły do powszechnego użycia i realnie wpłynęły na stan polskich rzek.
Opracowano na podstawie: informacji prasowych Gekko Photonics, wypowiedzi Roberta Stachurskiego prezesa Gekko Photonics, dr Bartosza Kawy CTO Gekko Photonics, dr Karoliny Orłowskiej CSO Gekko Photonics, materiałów dotyczących spektroskopii Romana, danych o katastrofie na Odrze w 2022 roku, analiz dotyczących zanieczyszczenia mikroplastikami oraz informacji o Rozporządzeniu Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z 12 lipca 2019 roku.