Industrial Consortium On Nanoimprint (ICON), som leds av Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), ett forskningsinstitut från Singapores Agency for Science, Teknik och forskning (A*STAR), är redo att testa roll-to-roll nanoimprint-tillverkning.

Nanotryckta strukturer och komponenter används i föremål som antireflexfilmer, och solceller. Dock, deras inverkan på konsumentprodukter är begränsad eftersom hållbara tillverkningsprocesser för att skala upp produktionen av sådana nanostrukturer saknas. IMRE och dess partners i ICON planerar att tillverka strukturerna, använda en roll-to-roll-process. Så här snabbt, massproduktionsmetod kan skapa stora nanostrukturerade komponenter, öppnar vägen för nya konsumenttillämpningar som inte tidigare konceptualiserades eller ekonomiskt genomförbara.

Roll-to-roll imprinting är det tredje projektet med industritema av ICON som inkluderar lokala och internationella partners som Solves Innovative Technology Pte Ltd (Singapore), Avancerad teknologi och regenerativ medicin, LLC (ATRM) (USA), Young Chang Chemical Co. Ltd (Sydkorea), EV Group (Österrike), Micro Resist Technology GmbH (Tyskland) och NTT Advanced Technology Corporation (Japan). De partners som är råvaruleverantörer, verktygstillverkare, och slutanvändare representerar hela värdekedjan för att producera nanostrukturer och använda dem. Några av de applikationer som konsortiet hoppas kunna utnyttja med roll-to-roll nanoimprint inkluderar antifouling-ytor, antireflexfilmer för att förbättra effektiviteten hos solceller, trådnät polarisatorer, och optiska filmer för platta bildskärmar.

"Roll-to-roll nanoimprinting-tekniken är en avgörande mittpunkt i ICONs plan för att fullborda värdekedjan för att utnyttja den verkliga potentialen hos våra biomimetiska multifunktionella nanoimprint-teknikytor", sa Dr Low Hong Yee, en senior forskare från IMRE som leder teamet som utvecklar roll-to-roll nanoimprint-tekniken. "Med den här metoden kan vi slå samman nanoimprint-teknologier till verkliga applikationer och i industriell skala", förklarade Dr Low, tillägger att de konstruerade materialen som produceras kan göras för en mängd olika applikationer. Till exempel, nanostrukturer kan användas för att efterlikna mönster av ytor som finns i naturen för att förse de syntetiska ytorna med egenskaper som inneboende färgeffekter, klibbfri vidhäftning på ytor, vattentät och antireflex.

ICON kommer att introducera två typer av roll-to-roll-tekniker-en termisk och en UV-baserad version. Den termiska metoden gör mönster på substratet direkt, kan rymma en mängd olika plaster för olika applikationer, och är idealiskt lämpad för tillverkning av mikro- och nanofluidiska enheter, biokemiska analyser såväl som andra biomedicinska tillämpningar. UV-tekniken möjliggör snabbare bearbetning eftersom det är en process i rumstemperatur, och erbjuder fördelen av att tillverka nanostrukturerna på tvärbindningsbara hartser, sålunda förlänar de präglade produkterna högre termisk och mekanisk stabilitet.

"Det gemensamma samarbetet med ICON för att designa och bygga den första roll-to-roll termiska nanoimprinting-maskinen ger oss chansen att arbeta med andra industripartners om hur denna utrustning kan användas", kommenterade Hermann Waltl, Executive Sales and Customer Support Director för EV Group, vars globala huvudkontor ligger i Österrike, på den roll-to-roll termiska nanoimprinter som företaget har utvecklat tillsammans med ICON.

“ICON ger oss möjligheten att höra direkt från industrin om deras behov så att vi kan anpassa framtida rull-till-rulle-utrustningsdesigner till specifika branschkrav. ICON handlar om att överföra skalbara nanoimprinting-tekniker från laboratoriet och till marknaden. Roll-to-roll-strategier passar verkligen räkningen här. Många företag följer utvecklingen noga”, sa Koh Teng Hwee, Verkställande direktör för Solves, ett litet och medelstort företag som hade arbetat med IMRE för att utveckla verktyget för roll-to-roll UV nanoimprinting.

"Detta partnerskap om roll-to-roll nanoimprinting förbättrar vår konkurrenskraft på den globala arenan, särskilt för att hjälpa oss att skapa nya funktionella och mönstrade filmteknologier för skärmar och solcellstillämpningar”, sa herr Kim Woo Yong, Global Marketing Director för Young Chang Chemical Co. Ltd, Sydkorea.

”Vi är glada att få vara med i detta banbrytande projekt som kommer att ge en ny dimension till vår kärnverksamhet och hjälpa oss att utveckla material för en större variation av marknader och branscher, sade fru Gabi Gruetzner, VD för Micro Resist Technology GmbH (Tyskland), ett företag som är specialiserat på att tillhandahålla fotoresister och polymerer för mikro- och nanolitografi.

ICON är Singapores första nanoteknikkonsortium som uppmuntrar företag att anta mångsidiga, industriförberedd nanoimprinting-teknik som kan föra ut produkter på marknaden genom hållbar tillverkning. Nanoimprint-teknologin producerar strukturer i nanometerstorlek med större komplexitet med färre bearbetningssteg, samtidigt som slöseri med material minimeras. Den har utvecklats från en litografiteknik för halvledarindustrin till en plattformsprocessteknik som kan anpassas till ett brett spektrum av applikationer. Medlemmarna i ICON kommer att få första hand tillgång till denna nya teknik genom att arbeta med gemensamma projekt för att utveckla nya produkter och applikationer som potentiellt kan ha stora besparingar inom FoU.