Nanoteknik blir allt billigare

En dator, ett ritprogram och en skrivare. Det är allt som krävs för att tillverka avancerade sensorer i en nära framtid om några KTH-forskares arbete får ett genomslag. Deras nya tillverkningssätt för mikro- och nanoteknik är inte bara enklare än dagens krävande metoder, det innebär också minst en tiofaldig kostnadsreducering för den infrastruktur och de verktyg som krävs för tillverkning av sensorerna.

– Vad vi har gjort är att ta fram ett nytt koncept hur kiselsensorerna ska tillverkas. Detta koncept har vi provat manuellt, och det kan i sin tur användas som modell för en ny 3D-skrivare som kan ”skriva ut” sensorerna. Allt baseras på redan existerande teknik, så vi behöver inte utveckla någonting. Det handlar istället om att kombinera befintliga tekniker på ett innovativt sätt, säger Frank Niklaus, universitetslektor på avdelningen för Mikrosystemteknik vid KTH.

Det handlar alltså om hur sensorer av kisel tillverkas på mikro- och nanonivå. Idag skapas de i renrum tillsammans med teknik som kostar miljoner och åter miljoner kronor att uppföra. Imorgon kommer det alltså att handla om betydligt billigare tillverkningsutrustning.

– Sensorerna, som till exempel accelerometrar, går under begreppet Micro Electromechanical Systems (MEMS). De återfinns bland annat i smarta mobiler och bilar. De kan även användas i industrin och medicinsk teknik, säger Frank Niklaus.

Den kraftfulla kostnadsreduceringen öppnar för helt nya möjligheter, till exempel förenklar åtkomsten till tillverkning på nanonivå, tillägger han. Allt enligt ungefär samma princip som att det sjunkande priset på datorer uträttat en hel del för IT-branschen.

– Det kommer till exempel att gå att bygga specialanpassade sensorer för ett fåtal patienter eller andra specialanpassade applikationer för industrin på ett billigare sätt än tidigare. Har många ingenjörer möjlighet att jättelätt specialutveckla olika avancerade sensorer öppnar det för helt nya och kreativa lösningar inom medicinsk teknik, säger Frank Niklaus.

Tidigare har de få som haft tillgång till tillverkningstekniken bara fokuserar på högvolymprojekt, som mobiltelefoner eller sensorer i bilar där det funnits mycket pengar att tjäna. Så blir det alltså inte framtiden. Då blir det fokus även på sensorer i tekniska lösningar där det inte finns lika mycket pengar att hämta där.

– I framtiden blir det inte ekonomisk ohållbart att utveckla en speciell sensor i låga volymer. Det krävs inga jätteinvesteringar för att kunna tillverka ett fåtal enheter, säger Frank Niklaus.
Den nya tillverkningsmetoden går ut på att bygga lager på lager av kisel, i en tredimensionell konstruktion. KTH-forskarna håller för närvarande på att förfina tillverkningsmetoden på en mer omfattande nivå, och de planerar att ta fram en 3D-skrivare som gör det möjligt att skapa avancerade kiselbaserade nanostrukturer. Efter det avser forskarna kommersialisera tekniken tillsammans med aktörer från industrin.

Under 2011 fick Frank Niklaus ett forskningsanslag från det Europeiska forskningsrådet (ERC) för sin forskning om nya tillverkningssätt av mikro- och nanosystemteknik.

De som vill ha ytterligare information med en mer vetenskaplig inriktning kan styra sin webbläsare hit