3D laserové zpracování povrchu podkladového materiálu s deponovaným grafenem
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v 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>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/46709002:_____/21:N0000047 RIV/68407700:21220/21:00355628
Výsledek na webu
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
čeština
Název v původním jazyce
3D laserové zpracování povrchu podkladového materiálu s deponovaným grafenem
Popis výsledku v původním jazyce
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.
Název v anglickém jazyce
3D laser surface processing of base material with graphene layer
Popis výsledku anglicky
The processed proven technology describes production processes and sets of laser processing parameters in the implementation of 3D microstructures on two different substrate materials and in the production of "conductive paths" in deposited graphene layer. The developed technology makes it possible to create high-quality and precise microstructures in the order of tenths to hundreds of micrometers, with higher productivity and a degree of repeatability of production compared to some currently used chemical and electrochemical methods. This technology was tested on a specific example of a 3D pyramidal microstructure and on the production of straight "conductive paths" of defined width with a place for their electrical contacting in graphene. A partial output of the proven technology is the overall methodology of the approach and method of surface treatment of the base material with graphene, including ensuring the high required quality after micromachining. The actual verification of the technology took place in the company ADVACAM s.r.o. Tests have shown that laser micromachining does not adversely affect the unique properties of graphene; when applied in the field of sensors, it leads to a significant increase in the sensitivity of such a sensor. The developed technology is potentially suitable for use in areas with high added value, such as the production of miniaturized mechatronic components, or in part in the production of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) and MOEMS (Micro Opto Electro Mechanical Systems). The proven technology was created in direct connection with the solution of the project FV30265 Laser technology for microstructuring of bionic and functional surfaces of advanced materials and the result was achieved with the contribution of all project participants.
Klasifikace
Druh
Z<sub>tech</sub> - Ověřená technologie
CEP obor
—
OECD FORD obor
20501 - Materials engineering
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/FV30265" target="_blank" >FV30265: Laserové technologie pro mikrostrukturování bionických a funkčních povrchů pokročilých materiálů</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2021
Kód důvěrnosti údajů
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.
Údaje specifické pro druh výsledku
Interní identifikační kód produktu
MPO - FV30265
Číselná identifikace
FV30265
Technické parametry
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
Ekonomické parametry
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.
Kategorie aplik. výsledku dle nákladů
—
IČO vlastníka výsledku
26319101
Název vlastníka
HOFMEISTER s.r.o.
Stát vlastníka
CZ - Česká republika
Druh možnosti využití
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Požadavek na licenční poplatek
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Adresa www stránky s výsledkem
—