Technologies nouvelles pour produits novateurs Institut für nanotechnische Kunststoff-Anwendungen...

Technologies nouvelles pour produits novateurs

Institut für nanotechnische Kunststoff-Anwendungen

Prof. Dr. Clemens Holzer, clemens.holzer@fhnw.ch, Fachhochschule Nordwestschweiz, Hochschule für Technik, 5210 Windisch

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26.9.2008Neue Technologien für innovative Produkte Prof. Dr. Clemens Holzer, 2

• Vue d’ensemble

• Technologie

• Applications

• Résumé

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Apogée de la nanotechnologie

Lange, R.F.M.

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Domaine de recherche INKA

Institut für Kunststofftechnik

IKTInstitut für Produkt- und Produktionsengineering

IPPE

Labor für Mikro- undNanotechnologie

FHNW-HLSMuttenz

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Vue d’ensemble

TechnologieRésultats

Applications

Résumé

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CD / DVD / Nanoimpression

Pits (données) CDDiamètre 1 μm Profondeur 100 nm

NanopitsDiamètre 150 nm Profondeur 70 nm

NanopitsDiamètre 70 nm Profondeur 40 nm

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Processus

Fabrication outillage

Moulage par injection

Elément à nanostructur

e

Silicium

, nickel, acier,

laiton

Po

lymè

re

Contrôle

Simulation

Pa

ramè

tres

du

proce

ssus

Production -structure

Pa

ramè

tres

du

proce

ssus

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Tranche de silicium

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Angle de contact

Liquide 1 Liquide 2

Surface lisse 66° 70°

Lignes 100 nm 120° 134°

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Angle d’inclinaison

Liquide 3

Surface lisse >70°

Lignes 100 nm 12°

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Structure complètement mouillante

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Puce de calibrage AFM

Structure-mère- SiO2

- Ecriture par faisceau d’électrons- Précision de la position: 2,5 nm- Période de grille: 120 - 400 nm- Profondeur: 60 nm

Structure moulée- PC - Processus Standard CD - Dimension CD : Ø 80 mm- 1500 moules à partir de la mère- Durée du processus: 10 s par CD

Période 200 nmPériode 200 nm

Moule N° 137

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Vue d’ensembleTechnologie

ApplicationsRésumé

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Structures en relief 1

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Structures en relief 2

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Colonnes high-aspect

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Produit: Elément pour instruments d’analytique

Objectif: Hydrophobation de la surface interne -> meilleure vidangeabilité

Méthode: Fabrication structure par laser ou ni-master

Fabrication des pièces: moulage par injection

Résultat: Modification des propriétés de la surface externe -

sans revêtement ni altération du matériau

Exemple 1Structure interne hydrophobe

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Noyau de moulage par injection microstructuré expérimental

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Détail du moulage

Wittwer, B.

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Structure interne en PP

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Produit: Instrument d’analyse pour molécules

Objectif: Remplacement du cantilever en silicium

Méthode: Fabrication de la forme par laser ou lithographie

Fabrication des pièces: Moulage par injection

Résultat: Premier cantilever en matériau synthétique, fonctions vérifiées

Exemple 2Cantilever en matériau synthétique

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Principe du cantilever

Roderick Scheffler, digistudio scheffler, Berlin, (C) Copyright Concentris GmbH

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Simulation

Nedunkanal, S.

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Forme fabriquée par laser

• Longueur d’onde: 355 nm

• Puissance: 7 W

• Diamètre spot: 10 μm

• Nb de couches: 500

Nedunkanal, S.

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Résultat pièce moulée par injection

Nedunkanal, S.

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Produit: Aiguilles pour applications médicales

Objectif: Fabrication de structures aciculaires micrométriques en matériau

synthétique

Méthode: Moulage de structures à partir de plusieurs structures-mères

Fabrication des pièces: Moulage par injection

Résultat: Structures aciculaires en matériau synthétique

Exemple 3Structure aciculaire

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Aiguilles fraisées

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Structure aciculaire en matériau synthétique à partir d’une matrice

Baumgartner, J..

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Résumé

• Grand potentiel sur le marché

• Technologie disponible, mais à adapter en conséquence

• Résultats prometteurs

• Applications multiples en technologie médicale, biotechnologie, technologie alimentaire, …

• De nombreux produits attendent encore leur réalisation

Merci de votre attention!

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Bibliographie

• Baumgartner, J.: Mikronadel-Biochip, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008

• Lange, R.F.M.: Functional polymers at the beginning of the 21st century, Fachtagung Funktionale Polymere, SKZ Würzburg, 2006

• Nedunkanal, S.: Cantilever array chips aus Kunststoff, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008

• Wittwer, B.: Mikrostrukturieren eines Spritzgusskernes mit Laserengraving, Diplomarbeit FHNW, 11 / 2007