Avanceret digital printning af elektronik - Hurtig udvikling og pilotproduktion af nanomaterialer

Hurtig udviklingsservice:

Teknologisk Institut kan udføre hurtig udvikling ved at kombinere kunstig intelligens (AI) med design af eksperimenter (DoE) og en fuldautomatisk flow- og batchreaktorteknologi. Denne kombination minimerer både forbruget af råmaterialer og reducerer udviklingstiden til under tre måneder.

Billede: Superkritisk strømningsreaktor til udvikling af nanomateriale.

Pilot produktion service:  

På Teknologisk Institut har vi designet og bygget storskala solvotermisk syntese system, hvor man under kontrolleret temperatur, pH og ilt reduceret forhold kan blande flere komponenter kontrolleret sammen via forskellige pumper systemer i en 75 liter reaktor.  Systemet køre med software-kontrolleret tilsætning af materialer og har in-line datalog af temperatur og pH. I softwarepakken tilknyttet systemet, kan man justere motorerne og pumperne til ens reaktion, hvilket gør at man kan have en hurtig tilsætning af ens termosteret opløsning(er) – Til dette formål kan materiale blandes, forvarmes eller køles i den tilknyttede 30 liter termosterede reaktor inden fuld tilførelse på under 3 min.

Med dette system hjælper vi virksomheder, som har udviklet et bestemt materiale og har brug for at opskalere produktionen. Systemet har bland andet blevet benyttet til at opskalere en nanokobber produktionen til fremstilling af et ledende blæk. Her blev der produceret 10 kg nanokobber i løbet af en arbejdsdag.

Filteringsservice:

Teknologisk Institut har udviklet et avanceret filtreringssystem til kg-skala rensning af kolloidt materiale til hjælp for virksomheder, der arbejder med f.eks. nano-mikromaterialer i suspensioner. Oprensningen af virksomheders produkter sker via en alsidig og programbar opsætning til kontrolleret solventudveksling, koncentration og diafiltrering i en Cross-flow opsætningen. Inkluderet er et system til overvågning af membrantrykstab og de indbyggede rengøringsrutiner sikrer en effektiv filtreringsproces uden periodisk behov for at deaktivere membranmodulerne for manuelle rengøringstrin. Filtreringstilstande kan vælges og programmeres ved hjælp af en intuitiv touchskærm foran på maskinen.

Med dette system muliggør vi, at virksomhederne kan nemt, hurtigt og effektivt fjerne affaldsstoffer og biprodukter fra deres synteser, reaktion og blandinger. Det er blandt andet blevet brugt til at oprense kobber nano- og mikropartikler til opskaleret produktion af ledende blæk.

Karakterisering af Nanomateriale

Som en del af udviklings- og produktionsydelserne har Teknologisk Institut et topmoderne karakteriseringslaboratorium med følgende instrumentering:

• Powder X-ray diffraction 
• Electronic microscopy (SEM, STEM, EDX and FIB-SEM)
• BET and mercury intrusion
• TGA  (Thermogravimetric analyzer)

Ag nanoparticles 

Diameter 50-100 nm

Cu nanoparticles

Diameter 80 nm, 150 nm or 1 µm

Ag nanowires 

Diameter 20-30 nm, length 10 µm

Diameter 150-200 nm, length 50 µm

Ni nanoparticles 

Diameter 200-300 nm

BaTiO3 nanoparticles

Diameter 100-200 nm

Ag, Pt or Pt alloys on carbon support

Diameter Pt 1-5 nm

Diameter Ag 50 nm