Το Εργαστήριο Λεπτών Υμενίων – Νανοβιοϋλικών – Νανοσυστημάτων & Νανομετρολογίας (Nanotechnology Lab LTFN) του Τμήματος Φυσικής ΑΠΘ είναι διεθνώς αναγνωρισμένο στα Οργανικά Ηλεκτρονικά, στην Τεχνολογία Λεπτών Υμενίων και Νανοϋλικών (τεχνικές κενού και εκτύπωσης), στη Νανοϊατρική, στη Νανομετρολογία, στη μετρολογία ακριβείας σε πραγματικό χρόνο και in-line, καθώς και στον Αυτοματισμό και την Ψηφιακή Παραγωγή.
Οι ερευνητικές δραστηριότητες του LTFN αφορούν:
- Εύκαμπτα, Οργανικά και Εκτυπωμένα Ηλεκτρονικά. Ανάπτυξη διατάξεων όπως οργανικά φωτοβολταϊκά, OLED, οργανικά τρανζίστορ λεπτών υμενίων και (βιο)αισθητήρες, με τεχνικές εκτύπωσης (roll-to-roll, sheet-to-sheet) και κενού (π.χ. OVPD). Περιλαμβάνει και την κλιμάκωση από το εργαστήριο σε πιλοτική και αυτοματοποιημένη βιομηχανική παραγωγή. Οι εφαρμογές καλύπτουν την Ενέργεια, τις Οθόνες, τον Φωτισμό, την Αυτοκινητοβιομηχανία, τη Νανοβιοϊατρική, τα έξυπνα υφάσματα και τα wearables, το IoT, τις έξυπνες συσκευασίες τροφίμων και τα αγροφωτοβολταϊκά/θερμοκήπια.
- Λεπτά υμένια και νανοϋλικά. Ανάπτυξη και μελέτη νανοϋλικών, νανοσωματιδίων, 2D νανοϋλικών και λεπτών και υπέρλεπτων υμενίων σε επίπεδα και τρισδιάστατα, άκαμπτα και εύκαμπτα υποστρώματα. Χρησιμοποιούνται τεχνικές Φυσικής Εναπόθεσης Ατμών (PVD), εκτύπωσης και μεταφοράς αερίων, με εφαρμογές στη νανοηλεκτρονική, τη φωτονική (βιοφωτονική, πλασμονική) και τις τηλεπικοινωνίες.
- Βιοηλεκτρονική και Νανοϊατρική. Σύνθεση και βιολειτουργικοποίηση νανοσωματιδίων, νανοσυστήματα στοχευμένης χορήγησης φαρμάκων, βιοαισθητήρες και διαγνωστικά, υλικά και διεργασίες για 3D βιοεκτύπωση και αναγεννητική ιατρική, καθώς και βιοσυμβατές επικαλύψεις για ιατρικά εμφυτεύματα.
- Επιφανειακή κατεργασία. Κατεργασία ανόργανων και οργανικών υλικών με ιοντικές δέσμες και πλάσμα.
- Χαρακτηρισμός ιδιοτήτων. Μελέτη των οπτικών, οπτοηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, δομικών και νανομηχανικών ιδιοτήτων λεπτών υμενίων, διατάξεων και υλικών όγκου με τεχνικές αιχμής (Φασματοσκοπική Ελλειψομετρία, Περίθλαση & Ανάκλαση Ακτίνων Χ, Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων, Νανοσκληρομέτρηση κ.ά.). Μελετώνται επίσης η σταθερότητα και ο χρόνος ζωής των διατάξεων.
- Μετρολογία και μοντελοποίηση. Ανάπτυξη in-situ, real-time και in-line οπτικών μεθόδων μετρολογίας για την παρακολούθηση των ατομικών διεργασιών κατά την ανάπτυξη υμενίων και την τροποποίηση επιφανειών, καθώς και για τον έλεγχο ποιότητας σε γραμμές παραγωγής. Αξιοποιούνται multiscale μοντελοποίηση, υπολογιστικές μέθοδοι και η Τεχνητή Νοημοσύνη.
Σκοπός είναι η έρευνα τόσο σε βασικό επίπεδο όσο και σε επίπεδο εφαρμογής και μεταφοράς τεχνολογίας στη βιομηχανία. Σε βασικό επίπεδο, η έρευνα αφορά την κατανόηση των μηχανισμών ανάπτυξης σε ατομικό επίπεδο, τη συσχέτιση της δομής με τις οπτικές, ηλεκτρονικές και μηχανικές ιδιότητες και την υπολογιστική μοντελοποίηση. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν προηγμένα υλικά για τη μικροηλεκτρονική, τις εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές, τα φωτοβολταϊκά, τις νανοεπικαλύψεις φραγμού αερίων για εύκαμπτες συσκευασίες και την ενθυλάκωση διατάξεων, τους αισθητήρες και βιοαισθητήρες, τις επικαλύψεις ιατρικών εμφυτευμάτων, τα βιοσυμβατά υλικά και την ασφάλεια τροφίμων και νερού.
Υποδομές. Το LTFN διαθέτει εργαστηριακούς χώρους στο Τμήμα Φυσικής, και στην Εξωκείμενη Μονάδα του >2.500 m². Διαθέτει επίσης 10 πιλοτικές γραμμές παραγωγής και πολλαπλές υποδομές δοκιμών (TestBeds). Λειτουργεί ως Κόμβος Ψηφιακής Καινοτομίας (Digital Innovation Hub) με ανοιχτή πρόσβαση για ακαδημαϊκούς και ερευνητικούς φορείς και επιχειρήσεις.
Κέντρο Αριστείας COPE-Nano. Με βάση το οικοσύστημα του LTFN βρίσκεται υπο ίδρυση το Κέντρο Αριστείας για τα Οργανικά, Εκτυπωμένα Ηλεκτρονικά & τις Νανοτεχνολογίες (COPE-Nano), στο πλαίσιο της δράσης Teaming του Horizon Europe, με τη στήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής και της ΓΓΕΚ.
Το COPE-Nano είναι το πρώτο Κέντρο Αριστείας Horizon Europe στην Ελλάδα και το πρώτο στην Ευρώπη με αντικείμενο τις Νανοτεχνολογίες και τα Οργανικά Ηλεκτρονικά. Στόχος του είναι να καταστεί ηγέτης στην ΕΕ στη βασική, εφαρμοσμένη και βιομηχανική έρευνα στα Εύκαμπτα Εκτυπωμένα Οργανικά Ηλεκτρονικά, τη Βιοηλεκτρονική και τα Προηγμένα Νανοϋλικά, για εφαρμογές στην Πράσινη Ενέργεια, τα Ηλεκτρονικά, τις ΤΠΕ, την Ιατρική και τη Γεωργία.
Το COPE-Nano αναπτύσσεται σε στενή συνεργασία με το University of Bordeaux (LCPO & ELORPrintTec) και το University of Cambridge (Bioelectronics Laboratory). Έχει ήδη συγκεντρώσει περισσότερες από 30 επιστολές πρόθεσης συνεργασίας από φορείς της Ευρώπης και της Μέσης Ανατολής. Αρχικά περιλαμβάνει τρία Ινστιτούτα:
- Εύκαμπτων Οργανικών & Εκτυπωμένων Ηλεκτρονικών & Ενέργειας
- Βιοηλεκτρονικής & Νανοϊατρικής
- Προηγμένων Νανοϋλικών, Νανομηχανικής & Νανοσυστημάτων
Το LTFN και το COPE-Nano αποτελούν τον πυρήνα του International Nanotechnology Hub Thessaloniki (NHT). Πρόκειται για ένα ολοκληρωμένο οικοσύστημα καινοτομίας που συνδέει έρευνα, βιομηχανική παραγωγή, startups, εκπαίδευση και διεθνείς συνεργασίες. Στο πλαίσιο αυτό, και μέσω του έργου Horizon Europe Flex2Energy, αναπτύσσεται αυτοματοποιημένη γραμμή μαζικής παραγωγής εκτυπωμένων οργανικών φωτοβολταϊκών.
Δικτύωση και εκπαίδευση. Το LTFN συντονίζει πλήθος ευρωπαϊκών και εθνικών ερευνητικών έργων. Έχει ιδρύσει:
- τον Ελληνικό Σύνδεσμο Οργανικών & Εκτυπωμένων Ηλεκτρονικών (HOPE-A), με περισσότερες από 40 εταιρείες υψηλής τεχνολογίας
- το Δίκτυο Έρευνας & Καινοτομίας Nano|Net
- το Διεπιστημονικό – Διατμηματικό ΠΜΣ «Νανοεπιστήμες & Νανοτεχνολογίες» (ΔΠΜΣ Ν&Ν)
Διοργανώνει επίσης κάθε χρόνο το διεθνές πολυσυνέδριο NANOTEXNOLOGY, που περιλαμβάνει διεθνή συνέδρια, θερινό σχολείο, έκθεση, business forum και εκδήλωση matchmaking για τη Νανοτεχνολογία, τα Οργανικά Ηλεκτρονικά και τη Νανοϊατρική.
Αναφορές
Nanotechnology Lab LTFN: www.ltfn.gr
Κέντρο Αριστείας COPE-Nano: www.cope-nano.eu
COPE-Nano στο LinkedIn: linkedin.com/company/cope-nano
NANOTEXNOLOGY: www.nanotexnology.com
HOPE-A: www.hope-a.com
Nano|Net: www.nano-net.gr
ΔΠΜΣ Νανοεπιστήμες & Νανοτεχνολογίες: nn.physics.auth.gr
Horizon Europe Flex2Energy Project: www.flex2energy.eu
Horizon Europe COPE-Nano Project: www.cope-nano.eu
Horizon Europe DigiPass Project: ms.hereon.de/digipass