Η τροποποίηση των ιδιοτήτων της επιφάνειας στη μίκρο/νάνο κλίμακα και η συνεπαγόμενη αύξηση της τραχύτητας, συνεπώς και της ενεργού επιφάνειας, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βελτιστοποίηση των επιδόσεων ενός υλικού για συγκεκριμένες εφαρμογές. Για παράδειγμα τα φαινόμενα διαβροχής, ανακλαστικότητας, τριβής και πρόσφυσης που λαμβάνουν χώρα στη διεπιφάνεια μεταξύ υλικών επηρεάζονται έντονα από το μέγεθος και το σχήμα των επιφανειακών μικροδομών. Σκοπός του NanoRoll είναι η ανάπτυξη και η παραγωγή λειτουργικών επιφανειών με συνεχής (roll-to-roll) λιθογραφικές διαδικασίες. Στόχος είναι η μεταστροφή της παραγωγικής διαδικασίας από διακοπτόμενη (batch-to-batch) σε συνεχή συνδυάζοντας την λιθογραφία με χρήση δέσμης λέιζερ και τηςκ υλινδρικής νανοεκτυπωτικής λιθογραφικής μεθόδου (R2RNIL). Η πρόσβαση σε υψηλής συχνότητας/παλμού και ενέργειας λέιζερ και ο συγχρονισμός για τη λιθογραφία σε κυλινδρικά μεταλλικά υποστρώματα (μήτρες/καλούπια) προσφέρεται ως μια εναλλακτική μέθοδος για την παραγωγή μητρών συμβατών με τη νανοεκτυπωτική λιθογραφική μέθοδο. Αποτελεί πρόκληση η δημιουργία ιεραρχημένων δομών συνδυάζοντας μίκρο και νάνο δομές στην ίδια επιφάνεια προσδίδοντας ένα συγκριτικό πλεονέκτημα για παραγωγή φτηνών και εύκαμπτων λειτουργικών επιφανειών. Η λιθογραφία NIL βρίσκεται στον οδικό χάρτη των ημιαγωγών (ITRS roadmap) ως μια ανερχόμενη και πολλά υποσχόμενη λιθογραφική μέθοδος για την επίτευξη (υπο-10 nm) υψηλής λιθογραφικής ευκρίνειας. Το 2015 η παγκόσμια αγορά νανο-σχηματομόρφωσης ανήλθε στα 1,9 Β$ και υπολογίζετε ότι θα φτάσει τα 19.1 Β$ μέχι το 2020. Η τεχνολογία NIL αντιπροσωπεύει το 82,9% της συνολικής αγοράς νανο-σχηματομορφωτικών διαδικασιών καθώς το 72.8% αυτή ανήκει στην τεχνολογία UV-NIL. Το 2020 προβλέπεται ότι η τεχνολογία UV-NIL θα ξεπεράσει τα 1.4 Β$.

Οι κύριοι στόχοι της πρότασης NanoRoll είναι: (i) πρόσβαση και εφαρμογή της λιθογραφίας δέσμης λέιζερ για την κατασκευή υψηλής ευκρίνειας δομών με συνεχή τοπογραφίες και υψηλή απόδοση, (ii) σχεδίαση, δημιουργία και αναπαραγωγή ιεραρχημένων (μίκρο/νάνο) δομών με συνεχείς λιθογραφικές διαδικασίες, (iii) πιστοποίηση και πιλοτική παραγωγή μεγάλης έκτασης (100 m2) λειτουργικών επιφανειών με αυτό-καθοριζόμενες ιδιότητες. Η πρόταση NanoRoll θεωρούμε ότι θα αποδώσει οφέλη λόγω της ισχυρής μείωσης της αλυσίδας βιομηχανικής παραγωγής. Τέλος, με βάση την περιγραφή των εκμεταλλεύσιμων αποτελεσμάτων για κάθε εμπλεκόμενο μέλος θα εκπονηθεί ένας χάρτης εκμετάλλευσης ή/και εμπορευματοποίησης, συμπεριλαμβανομένων ποσοτικών εκτιμήσεων σχετικά με το οικονομικό αντίκτυπο.

This project is focused on developing efficient smart materials with energy harvesting and storage capabilities combining advanced polymer based-composite materials into a novel single/multi-source concept to harvest electrical energy from mechanical energy and/or waste heat ambient sources.

This project aims to develop novel materials (perovskites) as gas sensing elements. A second challenge will be to address gas selectivity, which could be a major breakthrough in sensor technology. At the end of this project, we aim to fabricate a prototype “nano” gas sensor, adaptable to smart/portable devices, which can be used to monitor the quality of breathing air in homes, cities. Such sensor can also be implemented in other sectors, such as in transportation, industry and agricultural production

Lasergraph: “In-situ laser fabrication of graphene electrodes and interlayers for next generation CIGS/Perovskite solar cells”

This project is focused on the application of in-situ laser processing schemes for the development of graphene-based interlayers and TCEs, incorporated within CIGS/Perovskite tandem PV cells.

Funding Scheme: FLAG-ERA, ERA.net

Digital printing of nanoinks complemented by direct laser sintering enables the mass production of digital conductive and dielectric patterns, which is advantageous for the performance of existing additive manufacturing technologies in multiple ways. In particular, it is digital, non-contact, and it enables 2.5D and 3D printing, it is a cleaner process (when compared with etching and screen printing), suitable for flexible and temperature sensitive substrates and efficient in the usage of inks, i.e. of low cost. Moreover, the use of nanoinks leads to products with improved properties, including lower resistivities, improved adhesion, high aspect ratios and high-resolution line patterns. The project follows a clear market pull approach for the introduction of nanoparticle-based materials into the production line. This technique is considered as an unconditional requirement in order to improve the product properties while increasing the efficiency of the production line in printed electronics applications. The project aims to develop a game changing technology integrating not only nano-Silver, but also nano-Copper and Barium Titanate inks, which will be much cheaper, while showing similar electrical properties. This new technology will enable higher aspect ratios and narrower patterning, as well as lower resistivities and better adhesion at lower sintering temperatures. At the same time, the project aims to create a production line meeting the customer’s needs and following the popular trend towards sustainability and environmental friendliness.

In the  SINTERINK project, we  develop and demonstrate the technology in operational environment for a manufacturing process incorporating digital multilayer inkjet conductive and dielectric printing (silver, copper and barium titanate single-crystal nanoparticle inks) complemented by direct laser sintering. The process will be demonstrated for the specific product case of inkjet-printed metallic grids for photovoltaics as well as dielectrics for embedded capacitors.

Partners:

Vector Technology, Greece

Eulambia, Greece

Digiflex Printing, Israel

PV Nanocell LtD, Israel

Nanofibers, with beneficial surface-to-used-material-ratio, are constantly drawing the attention of material scientists and engineers as their usage could solve many challenging issues ranging from air and liquid filtration to antiseptic areas on medical devices. However, technical nanofiber processing, transportation or even simple things as spooling is inhibited by their attraction to any surface by van der Waals forces (i.e., interaction between electrical dipoles), the adhesive forces also enabling geckos to stick to the wall. Numerous publications describe applications of nanofibers achieved via single-needle electrospinning on a lab-scale. Recent research aims mainly for facilitating the scale-up of nanofiber production for instance by needle-free or multi-needle electrospinning approaches.1 However, except for the design of the spinnerets,2 the necessity of tools interacting with the nanofibers really on a nanoscale is widely ignored. This is one of the main reasons that the application fields are still quite limited. To overcome the major problem for handling of nanofibers, namely their stickiness to almost any surface, we propose here to get inspiration from cribellate spiders.

The vision of BioCombs4Nanofibers is to adapt and convert the biological nanostructures into a technical process to create future tools and devices with controlled antiadhesive and antimicrobiotic properties. In BioCombs4Nanofibers we will demonstrate the radically new technology by implementing advanced laser induced nanostructures to mimic the fingerprint-nanostructures of cribellate spiders with a periodicity between 100 and 200 nm. The technical surfaces will be polymers, metals, semiconductors and glasses enabling a wide range of applications. As similar nanostructures can hinder the adhesion of nanofibrous cell protrusions or bacterial pili, they will finally enable cell-repellent and/or antiseptic areas on medical devices and implants - an application area with a huge impact.

In brief, BioCombs4Nanofibers will contribute towards a radically new technology “nanofiber handling” leading to a change of the paradigm by focusing on tools and devices to control nanofibers rather than on scale-up of nanofiber production:

• developing antiadhesive nanostructures inspired by combs of cribellate spiders

• adapting broad range of nanofibers from spider capture wool over technical nanofibers to nanofibrous cell protrusions

• prototyping sub-200 nm 3D structures on technical surfaces enabled by advanced laser-processing

• proposing innovative industrial scale nanofiber production technology by means of novel tools

• expanding the horizon by transfer of the novel concepts of nanofiber production to biomedical applications

General Information:

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme. It was submitted to the call H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01 and topic FET-Open Challenging Current Thinking

Project Official Website: tba

Project Title: Antiadhesive Bionic Combs for Handling of Nanofibers

Project Acronym: BioCombs4Nanofibers

Grant Agreement No:  862016

Start Date: 01.10.2019               End Date: 30.09.2022

Coordinator: UNIVERSITAT LINZ (JKU), Austria

Total Budget: EUR 3 049 050.00

Consortium Partners:

1 UNIVERSITAT LINZ (JKU), Austria

2 RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN (RWTH), Germany

3 FOUNDATION FOR RESEARCH AND TECHNOLOGY HELLAS (FORTH), Greece

4 BUNDESANSTALT FUER MATERIALFORSCHUNG UND – PRUEFUNG (BAM), Germany

5 INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE DEZVOLTARE PENTRU FIZICA LASERILOR PLASMEI SI

RADIATIEI (INFLPR), Romania

6 ELMARCO SRO (ELMARCO), Czech Republic