Het industriële consortium over nano-imprint (ICON), die wordt ondersteund door het Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), een onderzoeksinstituut van het Singaporese Agency for Science, Technologie en Onderzoek (A*STAR), is klaar om roll-to-roll nano-imprint productie op de proef te stellen.

Nano-geprinte structuren en componenten worden gebruikt in items zoals antireflectiefilms, en zonnecellen. Echter, hun impact in consumentenproducten is beperkt omdat levensvatbare productieprocessen om de productie van dergelijke nanostructuren op te schalen ontbreken. IMRE en zijn partners in ICON zijn van plan om de constructies, met behulp van een roll-to-roll-proces. Deze snelle, massaproductiemethode kan nanogestructureerde componenten met een groot oppervlak creëren, de weg vrijmaken voor nieuwe consumententoepassingen die voorheen niet werden geconceptualiseerd of economisch haalbaar waren.

Roll-to-roll imprinting is het derde project van ICON met een industrieel thema, waarbij lokale en internationale partners zijn betrokken, zoals Solves Innovative Technology Pte Ltd (Singapore), Geavanceerde technologieën en regeneratieve geneeskunde, LLC (ATRM) (VS), Young Chang Chemical Co. Ltd (Zuid-Korea), EV Groep (Oostenrijk), Micro Resist Technology GmbH (Duitsland) en NTT Advanced Technology Corporation (Japan). De partners die grondstoffenleveranciers zijn, gereedschapsmakers, en eindgebruikers vertegenwoordigen de hele waardeketen voor het produceren en gebruiken van nanostructuren. Enkele van de toepassingen die het consortium hoopt te benutten met roll-to-roll nano-imprint, zijn onder meer aangroeiwerende oppervlakken, antireflectiefilms om de efficiëntie van zonnecellen te verbeteren, draad-raster polarisatoren, en optische films voor platte beeldschermen.

"De roll-to-roll nano-imprinttechniek is een cruciaal middelpunt in het plan van ICON om de waardeketen te voltooien voor het benutten van het ware potentieel van onze bio-mimetische multifunctionele nano-imprinttechnologie-oppervlakken", zei dr. Low Hong Yee, een senior wetenschapper van IMRE die het team leidt dat de roll-to-roll nano-imprinttechnologie ontwikkelt. "Met deze methode kunnen we nano-imprinttechnologieën samenvoegen tot toepassingen in de echte wereld en op industriële schaal", verklaarde Dr. Low, eraan toevoegend dat de technische materialen die worden geproduceerd voor een verscheidenheid aan toepassingen kunnen worden gemaakt. Bijvoorbeeld, nanostructuren kunnen worden gebruikt om patronen van oppervlakken in de natuur na te bootsen om de synthetische oppervlakken eigenschappen te geven zoals inherente kleureffecten, kleefvrije hechting op oppervlakken, waterdichtheid en antireflectie.

ICON introduceert twee soorten roll-to-roll technieken - een thermische en een UV-gebaseerde versie. De thermische methode maakt direct patronen op het substraat, is geschikt voor een verscheidenheid aan kunststoffen voor verschillende toepassingen, en is bij uitstek geschikt voor de fabricage van micro- en nano-fluïdische apparaten, biochemische testen en andere biomedische toepassingen. De UV-techniek maakt een snellere verwerking mogelijk omdat het een proces op kamertemperatuur is, en biedt het voordeel van het fabriceren van de nanostructuren op verknoopbare harsen, waardoor de bedrukte producten een hogere thermische en mechanische stabiliteit krijgen.

"De gezamenlijke samenwerking met ICON om de eerste roll-to-roll thermische nano-imprintmachine te ontwerpen en te bouwen, geeft ons de kans om samen met andere industriële partners te werken aan hoe deze apparatuur kan worden toegepast", merkte de heer Hermann Waltl op, Executive Sales en Customer Support Director van EV Group, waarvan het wereldwijde hoofdkantoor in Oostenrijk is gevestigd, op de roll-to-roll thermische nano-imprinter die het bedrijf samen met ICON heeft ontwikkeld.

“ICON biedt ons de mogelijkheid om rechtstreeks van de industrie te horen wat hun behoeften zijn, zodat we toekomstige roll-to-roll-apparatuurontwerpen kunnen aanpassen aan specifieke branchevereisten. Bij ICON draait alles om de overgang van schaalbare nano-imprinttechnieken uit het laboratorium naar de markt. Roll-to-roll-strategieën passen hier zeker bij. Veel bedrijven houden de voortgang nauwlettend in de gaten”, zei de heer Koh Teng Hwee, directeur van Solves, een kleine en middelgrote onderneming die met IMRE had samengewerkt om de roll-to-roll UV-nano-imprinttool te ontwikkelen.

“Deze samenwerking op het gebied van roll-to-roll nano-imprinting verbetert ons concurrentievermogen in de mondiale arena, in het bijzonder om ons te helpen bij het creëren van nieuwe functionele en patroonfilmtechnologieën voor displays en zonneceltoepassingen”, zei meneer Kim Woo Yong, Global Marketing Director van Young Chang Chemical Co. Ltd, Zuid-Korea.

“We zijn verheugd om betrokken te zijn bij dit baanbrekende project dat een nieuwe dimensie zal geven aan onze kernactiviteiten en ons zal helpen materialen te ontwikkelen voor een grotere verscheidenheid aan markten en industrieën, ” zei mevrouw Gabi Gruetzner, Directeur van Micro Resist Technology GmbH (Duitsland), een bedrijf dat gespecialiseerd is in het leveren van fotoresists en polymeren voor micro- en nanolithografie.

ICON is het eerste nanotechnologieconsortium in Singapore dat bedrijven aanmoedigt om veelzijdige, industrieklare nano-imprinttechnologie die producten op de markt kan brengen door middel van duurzame productie. Nanoimprint-technologie produceert complexere structuren ter grootte van nanometers met minder verwerkingsstappen, terwijl verspilling van materialen wordt geminimaliseerd. Het is geëvolueerd van een lithografietechnologie voor de halfgeleiderindustrie naar een platformprocestechnologie die kan worden aangepast aan een breed scala aan toepassingen. De leden van ICON zullen uit de eerste hand toegang krijgen tot deze nieuwe technologieën door te werken aan gezamenlijke projecten om nieuwe producten en toepassingen te ontwikkelen die mogelijk enorme besparingen in R&D kunnen opleveren.