3D laser surface processing of base material with graphene layer

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26319101%3A_____%2F21%3AN0000001" target="_blank" >RIV/26319101:_____/21:N0000001 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/46709002:_____/21:N0000047 RIV/68407700:21220/21:00355628

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

3D laserové zpracování povrchu podkladového materiálu s deponovaným grafenem

Original language description

Zpracovaná ověřená technologie popisuje výrobní postupy a soubory parametrů laserového zpracování při realizaci 3D mikrostruktur na dvou různých podkladových materiálech a při výrobě „vodivých cest“ v nadeponovaném grafenu. Vyvinutá technologie umožňuje vytvořit kvalitní a přesné mikrostruktury v řádech desetin až stovek mikrometrů, s vyšší produktivitou a mírou opakovatelnosti výroby vůči některým současně používaným chemickým a elektrochemickým metodám. Tato technologie byla otestována na konkrétním příkladu 3D jehlanovité mikrostruktury a na výrobě přímých „vodivých cest“ definované šířky s místem pro jejich elektrické kontaktování v grafenu. Dílčím výstupem ověřené technologie je celková metodika přístupu a způsobu opracování povrchu podkladového materiálu s grafenem, včetně zajištění vysoké požadované kvality po mikroobrábění. Vlastní ověření technologie proběhlo ve firmě ADVACAM s.r.o. Testy prokázaly, že při laserovém mikroobrábění nedochází k negativnímu ovlivnění jedinečných vlastností grafenu, při aplikaci v oblasti např. u senzorů povede k významnému zvýšení citlivosti takového sensoru. Vyvinutá technologie je potenciálně vhodná pro nasazení do oblastí s vysokou přidanou hodnotou, jako je např. produkce miniaturizovaných mechatronických komponent, nebo z části při výrobě MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) a MOEMS (Micro Opto Electro Mechanical Systems). Ověřená technologie vznikla v přímé souvislosti s řešením projektu FV30265 Laserové technologie pro mikrostrukturování bionických a funkčních povrchů pokročilých materiálů a výsledku bylo dosaženo s přispěním všech účastníků projektu.

Czech name

3D laserové zpracování povrchu podkladového materiálu s deponovaným grafenem

Czech description

—

Type

Z_tech - Verified technology

CEP classification

—

OECD FORD branch

20501 - Materials engineering

Project

<a href="/en/project/FV30265" target="_blank" >FV30265: Laser technologies for microstructuring of bionic and functional surfaces of advanced materials</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2021

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

MPO - FV30265

Numerical identification

FV30265

Technical parameters

Technologie zahrnuje soubor informací o 3D laserovém opracování podkladového materiálu a texturování 2D entit v grafenu. Podkladovými materiály byly monokrystalický křemík a křemičité sklo, na kterých byla vyrobena 3D mikrostruktura – vystupující pyramidy o velikosti základny 50 µm a výšky 85 µm, bylo dosaženo max. výrobní odchylky 8 µm. Na ovlivněném povrchu došlo ke zvýšení aktivní plochy (parametr Sdr) na hodnotu 485%, představuje zvýšení funkční plochy pro sběr a vyhodnocení intensity dopadajícího signálu. V grafenu byly vytvořeny tzv. „vodivé cestičky“ s místy pro kontaktování, a to s vysokou přesností a opakovatelností výroby. Šířka „vodivých cestiček“ u vzorků byla vyrobena v rozměru 200 µm + 0,85 µm – 0,15 µm. Z testů transportních el. vlastností patternovaného grafenu vyplynulo, že vytvořený kontakt je bez jakýchkoli nelinearit a hodnota el. odporu „vodivé cestičky“ v okolním prostředí je 16,6 kΩ. Dále byla zkoumána změna hodnoty el. odporu vodivé cestičky po vystavení ionizovanému záření, která vykázala minimálních změn ve výši +11 %. Smlouva o využití výsledku byla podepsána dne 31.12.2021 mezi organizacemi: HOFMEISTER s.r.o. (IČ 26319101), České vysoké učení technické v Praze (IČ 68407700) a VÚTS, a.s. (IČ 46709002). Uvedené organizace byli řešiteli výzkumně-vývojového projektu e.č. FV30265. Kontaktní osoba pro jednání: Ing. Jiří Syrovátka, syrovatka@hofmeister.cz

Economical parameters

Uplatnění ověřené technologie se očekává v aplikacích, které jsou jiným způsobem nedosažitelné, resp. dosažitelné velmi obtížně. Uplatněním technologie 3D mikrostrukturování bude docházet k cílenému ovlivnění nejen běžně známých funkčních vlastností povrchů, jako např. smáčivost a navýšení aktivní plochy povrchu, ale také funkčních vlastností podkladových materiálů v oblasti mechatroniky či mikroelektroniky. Ekonomické přínosy z ověřené technologie jsou plánovány až po realizaci předkomerční fáze (od r. 2023) v následujících parametrech: - předpokládané roční tržby ve výši cca 1 až 3 mil. Kč - výše exportu 250 až 800 tis. Kč Uvedené hodnoty zahrnují přímé i nepřímé ekonomické přínosy z uplatnění ověřené technologie u realizátora, tj. HOFMEISTER s.r.o. a partnera projektu, tj. VÚTS, a.s.

Application category by cost

—

Owner IČO

26319101

Owner name

HOFMEISTER s.r.o.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—