cphnano har fået hjælp til at optimere væskebeholdere

”Det har været meget værdifuldt for os” - sådan lød det fra den danske labtech virksomhed cphnano, som producerer analyseudstyr til det nye digitale laboratorium 4.0. Virksomheden oplevede problemer med stabiliteten af en plastikbeholder, og de fik hjælp til at se på produktionsprocessen i et MADE Materiale Demonstrationsprojekt sammen med Teknologisk Institut. Med resultaterne er cphnano nu på vej mod en løsning, så de kan levere et endnu bedre produkt.

Kan en lille plastikbeholder til væskeanalyse virkelig være kompliceret at fremstille?

Svaret er JA, hvis den skal have avancerede egenskaber, der forøger brugerens viden om prøvens indhold og giver mulighed for at analysere på flere typer af prøver.

Den danske labtech virksomhed cphnano oplevede netop problemer med en sådan plastikbeholder, og fik undersøgt problemet i et MADE Materiale Demonstrationsprojekt med Teknologisk Institut. Formålet med projektet var at finde årsagen til problemerne og udvikle en løsning.

I projektet fik vi identificeret en række kritiske problemer i de nuværende procestrin, hvilket har været meget værdifuldt for os

- Lotte Hendriksen, cphnano

Nøgleprodukt kom under lup

Et af cphnano’s nøgleprodukter er en såkaldt kuvette - en lille plastikbeholder, der kan indeholde væske og som bruges i et spektrofotometer. Et spektrofotometer er et måleinstrument, der benytter lys til at bestemme en prøves indhold. Sådan et måleinstrument er almindeligt at finde i et laboratorie, da det er en enkel måde at lave prøveanalyser på - og så kan det håndteres på eget laboratoriebord.

Testen fungerer ved, at en prøvevæske fyldes i kuvetten, og derefter sendes lys gennem prøven. Ved at sammenligne lyset før og efter det har passeret gennem prøven, kan man bestemme tilstedeværelsen og koncentrationen af forskellige stoffer. Det benyttes bl.a. som kvalitetskontrol i farma- og fødevareindustrien, hvor man kan identificere et bestemt stof og dets koncentration ved at se på, hvilke lysbølgelængder der er absorberet - og deres intensitet.

Kuvetter er et meget simpelt produkt i plastik, og selve teknikken med at undersøge væsker ved hjælp af belysning er en anerkendt målemetode, som har været brugt i mange år. cphnano har videreudviklet produktet med nye, unikke muligheder:

Deres kuvetter, som bærer navnet NanoCuvette™ One, er fremstillet, så det er muligt at opnå yderligere viden om væskens indhold og udvide mulige typer af væsker, der kan analyseres på. Traditionelt har det ikke været muligt med én målemetode alene, og det har derfor krævet flere forskellige analysemetoder.

At cphnano muliggør ekstra viden i én analyse skyldes et såkaldt nanostruktureret optisk filter, der er limet på siden af kuvetten.

Det optiske filter er sammensat af flere meget tynde belægninger i en sandwichstruktur, og under en måling vil det reflektere forskellige lysbølgelængder afhængig af prøvevæskens brydningsindeks. Det selvsamme filter, som gør NanoCuvette™ One unik, har dog også givet problemer med produktstabiliteten.

Problemer med stabiliteten

Siden introduktionen i 2017 har cphnano opdateret både materialet og softwaren til NanoCuvette™ One, og selvom produktet virker, som det skal, har cphnano oplevet problemer med stabiliteten af det optiske filter i visse tilfælde.

- Undersøgelser har vist, at problemstillingen ikke er helt enkel. Formentlig skyldes den et uhensigtsmæssigt samspil mellem nogle af de enkelte bestanddele og processeringstrin, hvilket inkluderer lim, hærdning, plastiktyper og belægninger, udtaler Lotte Hendriksen, produktionsleder hos cphnano, og fortsætter:

- De første undersøgelser tyder på, at længerevarende eksponering til vand provokerer stabiliteten ved at skabe revner og løsne nogle af materialerne fra hinanden.

På vej mod en løsning

I MADE Materiale Demonstrationsprojektet gennemgik Teknologisk Institut nøje de nuværende produktionsprocesser sammen med cphnano, herunder håndtering af substrater, påføring af coatings, limtyper og meget mere. Herefter blev delelementer undersøgt i stor detalje, blandt andet ved hjælp af mikroskopi og spektroskopi.

- Mikroskopien viste, at vi ikke var i stand til med fysisk påvirkning at provokere ustabiliteten frem. Derfor tyder det på, at det er et kemisk problem, og at coatingen ikke er hullet. Kemien blev derefter undersøgt med spektroskopi, og her fandt vi indikationer på, at den kan have problemer med at hærde som ønsket, fortæller Klaus Pagh Almtoft, seniorspecialist på Teknologisk Institut.

Analysen viste, at både opbevaring og håndtering af visse plastdele skal ændres for at undgå problemer. Desuden var der problemer med et kritisk procestrin - nemlig hærdningen af plasten. Her viste det sig, at en af de betydningsfulde parametre for at hærdningen lykkes på det benyttede udstyr, ikke svarede til de opgivne specifikationer fra producenten.

Vi er ved at implementere de løsninger, som vi har fundet ud af, kan afhjælpe på problemerne, og det har allerede nu vist, at nogle af problemerne er reduceret. Selvom vi ikke har fundet holdbare løsninger på alle problemerne endnu, har projektet været enormt vigtigt for, at cphnano fortsat kan levere NanoCuvette™ One i en tilfredsstillende høj kvalitet

- Lotte Hendriksen, cphnano

Om cphnano:

cphnano er en labtech virksomhed, der udvikler og tilbyder analysemetoder til det nye digitale laboratorium 4.0.

cphnano opgraderer eksisterende spektrofotometre ved at producere kuvetter med nanoteknologi og tilbyde avanceret analyse af data i skyen. Dette giver både hurtigere og mere præcise målinger, samtidig med at omkostningerne for målingerne bliver sænket.

De har udviklet NanoCuvette™ One, der er en kuvette med indbygget nanoteknologi, som med et spektrofotometer gør det muligt at lave præcise målinger af både brydningsindeks og lysabsorption på en prøve. NanoCuvette™ One anvendes til at lave kvantitative analyser som f.eks. koncentrationer inden for industrier som bioteknologi, miljø, kemi, farma og fødevarer.

Om MADE Demonstrationsprojekter:

I et MADE demonstrationsprojekt får SMV’er hjælp til at løse konkrete udfordringer eller afprøve nye produktionsteknologier i skræddersyede forløb på op til seks måneder fra projektets opstartsdato. Gennem forløbet kan SMV’en trække på viden hos eksperter til en værdi af op til 100.000 kr.

Der er fire årlige deadlines for ansøgninger, og næste deadline er d. 1. september 2022. Læs mere her

Artikel er oprindeligt publiceret af MADE - du finder den her