Ett nytt verktyg som kan utföra samtidiga mätningar i nanostorlek kan snart leda till mer innovativa nanotekbaserade produkter och bidra till att stärka EU:s ekonomi. Verkligen verktyget, utvecklat av forskare som samarbetar genom det EU-finansierade UNIVSEM-projektet, har potential att revolutionera forskning och utveckling inom ett antal sektorer, allt från elektronik och energi till biomedicin och konsumentprodukter.
Nanoteknik, som involverar manipulation av materia i atom- och molekylskala, har lett till nya material - till exempel grafen - och mikroskopiska enheter som innehåller nya kirurgiska verktyg och mediciner. Fram till nu dock nanotech R&D har försvårats av det faktum att det inte har varit möjligt att uppnå samtidig information om 3D -struktur, kemisk sammansättning och ytegenskaper.
Det är det som gör UNIVSEM -projektet, beräknas stå klar i mars 2015, så innovativ. Genom att integrera olika sensorer som kan mäta dessa olika aspekter av material i nanostorlek, EU -forskare har skapat ett enda instrument som gör det möjligt för forskare att arbeta mycket mer effektivt. Genom att tillhandahålla tydligare visuell och annan sensorisk information, verktyget kommer att hjälpa forskare att manipulera nanostorlekar med större lätthet och hjälpa till att minska FoU-kostnaderna för industrin.
Projektgruppen började i april 2012 med att utveckla en vakuumkammare som klarar de komplexa sensoriska verktyg som krävs. Parallellt, de förbättrade avsevärt möjligheterna för varje enskild analytisk teknik. Detta innebär att användarna nu bara behöver ett instrument för att uppnå viktiga funktioner som vision och kemisk analys.
Preliminära tester visade att den uppnådda optiska upplösningen på 360 nanometer (nm) långt överstiger det ursprungliga målet på 500 nm som sattes vid projektets start. Detta bör vara av stort intresse för många sektorer där kostnadseffektiva men otroligt exakta mätningar krävs, såsom vid tillverkning av kirurgiska verktyg i nanostorlek och nanomedicin.
Elektronik är ett annat nyckelområde. Till exempel, UNIVSEM -projektet kan hjälpa forskare att lära sig mer om egenskaperna hos kvasipartiklar som plasmoner. Eftersom plasmoner kan stödja mycket högre frekvenser än dagens kiselbaserade chips, forskare tror att de kan vara framtiden för optiska anslutningar på nästa generations datorchips.
Plasmonforskning kan också leda till utveckling av nya lasrar och molekylära bildsystem, och öka solcellseffektiviteten på grund av deras interaktion med ljus. Ett annat spännande område inom nanoteknik gäller silver nanotrådar (AgNW). Dessa nanotrådar kan bilda ett transparent ledande nätverk, och är därmed en lovande kandidat för solcellskontakter eller transparenta lager i displayer.
Nästa steg är kommersialiseringen av instrumentet. Det multimodala verktyget förväntas främja nanoteknikutveckling och förbättrad kvalitetskontroll på många områden-till exempel utveckling av tredje generationens solceller-och skapa nya möjligheter inom sektorer som hittills inte fullt ut utnyttjat potentialen i nanoteknik.
