Varm nanohånd kan skabe nye materialer GRAFEN Forskere ved DTU Nanotech har udviklet en robust metode til at ’laminere’ atomtynde film. Det giver helt nye muligheder for at skabe supermaterialer. 550 550 400 1100 1700 1100 400 1700 Mikromanipulator: I DTU’s mikromanipulator bliver glaspladen med polymer-griberen lagt ind på prøveholderen. Mikroskop PDMS: Polydimethylsiloxane PPC: Polypropylen-karbonat Prøveholder af aluminium Glasplade med polymergriber Glasplade Aluminium Bornitrid Grafen PPC PPC PDMS Genbrug gavner miljø Der er store besparelser at hente ved at genbruge bygningskomponenter i deres oprindelige form frem for eksempelvis at knuse dem og genanvende dem som vejfyld og lignende. Besparelserne gælder både for miljøet og pengepungen. Det viser et speciale skrevet af to kandidatstuderende, Sara Diraoui og Leonora Charlotte Malabi Larsen fra henholdsvis Byggeteknologi og Bygningsdesign. I juli vandt de 1.-præmien for bedste specialekoncept ved DTU’s studenterkonkurrence Grøn Dyst. Verdens hurtigste internet Et hold internationale forskere anført af DTU har slået verdensrekorden i at overføre data via et enkelt fiberkabel. 661 terabit data, svarende til det dobbelte af hele verdens internettrafik, blev sendt ved hjælp af en speciel chip i materialet aluminium-gallium-arsenid, som er skabt af forskere på DTU Fotonik. Pointen er, at det vil kræve færre lasere at overføre data, og at man på den måde kan reducere internettets store energiforbrug. Læs mere på kortlink. dk/mtd2 Nyt entreprenørskabssamarbejde DTU Skylab indgår et nyt samarbejde med Københavns Erhvervsakademi og Lunds Universitet – Nordic Entrepreneurship Hubs. Målet er at skabe flere succesfulde iværksættere ved at give de studerende let adgang til specialiseret viden og faciliteter i Øresundsregionen. Projekt Nordic Entrepreneurship Hubs er støttet med ni mio. kroner fra Interreg – North Sea Region Programme 2014-2020. Partnere i projektet er DTU Skylab, Lunds Universitet og Københavns Erhvervsakademi. Optik og sensorer hitter Den 15. august flyttede 20 nye virksomheder ind hos Scion DTU for at deltage i den tredje udgave af Danish Tech Challenge. Seks af virksomhederne udspringer fra DTU. Frem til januar 2017 skal de igennem et hårdt forløb, der udvikler deres planer og muligheder for succes. De fleste af årets hardware iværksættere fokuserer på optik og sensorer. Derefter kommer medicoteknik, connected devices og forbrugerprodukter. Recycling benefits the enviroment · Fastest Internet in the world · New entrepreneur partnership · Optics and sensors most popular Hot nanohand to create new materials GRAPHENE First came graphene, a carbonbased, atom-thin film with truly remarkable properties. Then came thousands of other two-dimensional materials that can be combined in sandwich constructions to create new, hybrid supermaterials—known as ‘der Waals heterostructures’. However, only a handful of researchers have been able to assemble these structures with sufficiently high quality to unleash their impressive potential. Until now, when DTU Nanotech has succeeded in developing the hot pickup technique. Applying this new technology, a tiny ‘nanohand’ made of plastic (a polymer gripper) can be used to pick up a layer of atoms. This involves heating ‘the hand’ so that it becomes sticky and adheres to the ultra-thin sheet. The hand is then positioned above another sheet and the two sheets are squeezed together at a high temperature. The temperature is subsequently lowered and the hand releases the sheets—which are now stuck together. The simple technique makes it simple to combine materials like graphene and boron nitride. ■■Kort nyt Forskere og resultater ■■News in brief Af Tom Nervil Først var der grafen, en atomtynd film af kulstofatomer med ganske usædvanlige egenskaber. Siden er der kommet tusindvis af andre todimensionelle materialer, der kan kombineres som en sandwich og skabe nye hybride supermaterialer – såkaldte van der Waals heterostrukturer. Hidtil har kun få forskere været i stand til at samle disse med en tilstrækkelig høj kvalitet til virkelig at frigøre potentialet. Men DTU Nanotech har nu udviklet ’hot pickup’-teknikken. Med den nye teknik kan man ved hjælp af en lille ’nanohånd’ af plastik (polymergriber) samle et lag af atomer op. Det sker ved at varme hånden op, så den bliver klistret og klæber til den ultratynde flage. Derefter føres den hen over en anden flage, som den bliver klemt sammen med under høj temperatur. Så sænkes temperaturen, hvorved hånden slipper flagerne, som nu er klistret sammen. En simpel teknik, som gør det nemt at sammensætte materialer som f.eks. grafen og bornitrid (se grafik). Som studerende på DTU tog Bjarke Sørensen Jessen og Filippo Pizzocchero otte måneder til University of Colombia for at samarbejde med James Hone-gruppen og lære den grundlæggende teknik til at sætte de tynde materialer sammen. Da de kom tilbage til DTU, udviklede de teknikken yderligere sammen med ph.d.- studerende Lene Gammelgaard, som var med til at fremstille materialerne i DTU’s renrumslaboratorium. Afgørende samarbejde „For at få fabrikationen op at køre på DTU, dannede vi tre et team. Det har været vigtigt for succesen med hot pickup, at vi har været et team, fordi vi sammen har flere kompetencer og kan fordele opgaverne, men også fordi, når problemer og udfordringer meldte sig, var vi tre med indsigt i hele processen, der kunne løse dem,“ siger Lene Gammelgaard. Teknikken har hidtil været forbundet med usikkerhed og lav kvalitet, fordi der ofte opstod urenheder eller luftlommer mellem lagene. Det er det problem, som DTU nu har løst. „En af de store fordele ved vores metode er, at den er robust. Vi kan på grund af de forhøjede temperaturer, som vi bruger til hot pickup, opbygge atomlag med atomart rene samlinger, endvidere kan vi serielt producere prøver, hvilket gør det muligt at lave mange prøver på mindre tid,“ fortæller Lene Gammelgaard. The sky is not the limit Lene Gammelgaard kan endnu ikke overskue, hvad det hele ender med. „Det er ikke lige til at starte en masseproduktion af kommercielle produkter med denne teknik. Men ved at lave ’state of the art’-prototyper kan vi finde frem til, hvordan vi skal kombinere materialerne for at få ønskede egenskaber frem. En mulighed vil være at gå ind i en industri, hvor der er brug for få enheder med helt ekstraordinære egenskaber, der kan frembringes med den atomare præcision, som hot pickup muliggør. Rum-industrien er f.eks. en branche, hvor vægt og egenskaber er langt væsentligere end pris. Så ’let's go into space’.“ ■■Få mere at vide Peter Bøggild, professor, DTU Nanotec, peter.boggild@nanotech.dtu.dk Lene Gammelgaard GRAFIK MARTIN KIRCHGÄSSNER HOT PICKUP-METODE KAN STABLE 2D-MATERIALER I LAG DTU Nanotech har udviklet en metode, hvor atomtynde 2D-materialer nanolamineres lag for lag uden at gå i stykker. Her ses, hvordan grafen kombineres med et isolerende lag af 2D-materialet bornitrid, der beskytter grafen mod ydre påvirkninger, og gør grafen-elektronik langt hurtigere. 1. Pickup: Glaspladen med polymergriberen bringes i kontakt med en flage af bornitrid, der ligger på overfladen af prøveholderen. PPC-polymeren skifter fra at være solid til klistret, når man går fra 30 til 55 grader. 2. Nedkøling: Ved nedkøling til 40 grader eller derunder bliver polymeren solid igen, og bornitrid kan nu samles op. 3. Dropdown: Bornitriden kan nu sænkes ned over grafen-laget ved en temperatur på 110 grader. Vand fordamper fra overfladen, mens urenheder og snavs klemmes ud. Derefter trækkes polymergriberen forsigtigt af igen og efterlader det lagdelte materiale på overfladen. 4. Bagning: Ved at opvarme stakken af atomtynde film til mellem 130 og 170 grader skabes en god binding mellem krystallerne, så de opfører sig som en enhed. 1 3 2 4 4 | FORSKNING / RESEARCH | NR. 7·2016 SCAN TO READ FULL ARTICLES dtu.dk/1607 FOTO ALL OVER PRESS
dtuavisen1607
To see the actual publication please follow the link above