Grafen-nanoprickar för hållbar tillverkning av ljuskomponenter i medicintekniska produkter

Sammanfattning

Projektets mål är att utveckla en billig och hållbar tillverkningsprocess för ljusemitterande elektrokemiska celler (LECar) för medicintekniska produkter. För att nå dit så kommer vi i det här projektet att ersätta de fossil-baserade emittermaterialen, som är nuvarande state-of-the-art i LECar, med grafen-nanoprickar (GNPs). GNPs kan syntetiseras från bio-baserade råmaterial med en enstegs-reaktion och reningsprocess som resulterar i betydligt mer energi- och resurs-effektiv tillverkning jämfört med konventionella emittermaterial som typiskt kräver flera steg av både syntetisering och rening. GNPs är även lösliga i flera gröna och förnyelsebara lösningsmedel vilket innebär att vi kommer kunna substituera bort användningen av fossila lösningsmedel under tillverkningskedjan.

Projektet kommer att fokusera på tillämpningar inom medicinsk teknik där behandling av diverse åkommor sker med hjälp av ljus. En möjlig tillämpning är behandling av gulsot som årligen drabbar 84 miljoner nyfödda världen över och som botas genom exponering från blått ljus. Med vår billiga tillverkningsmetod skulle enkla ljusemitterande filtar kunna bli tillgängliga för fler, och behandling skulle kunna ske i hemmet i stället för på sjukhuset. Krav på sterilitet för medicinska behandlingar gör dessutom att återanvändning av produkter inte alltid är lämpliga. En hållbar industriell tillverkningsprocess är därför väldigt relevant för sådana applikationer för att minimera den negativa påverkan på både miljö och arbetare. Vi ser därför att projektet är förenligt med flera Agenda 2030 mål gällande icke-toxisk (mål 3.9), energieffektiv (mål 7.3) och resurseffektiv (mål 9.4, 12.2, 12.4, 12.5) tillverkning.

Abstract in English

Graphene-nanodots for sustainable fabrication of light-emitting devices for medtech applications

Summary

Our objective is to develop a cheap and sustainable manufacturing process for light-emitting electrochemical cells (LECs) for medical devices. To achieve this we will, in this project, replace the fossil-based emitter materials, which are the current state-of-the-art in LECs, with graphene nanodots (GNPs). GNPs can be synthesized from bio-based raw materials with a one-step reaction and purification process which results in a significantly more energy and resource efficient production compared to conventional emitter materials which typically requires several steps of synthesis and purification. GNPs are also soluble in several green and renewable solvents, so we will be able to substitute the use of fossil-based solvents during the production chain.
The project will focus on applications within MedTech where treatment of various ailments takes place with the help of light exposure of various colors. One such application is the treatment of neonatal jaundice, which annually affects 84 million newborns worldwide and is cured by exposure to blue light. With our low-cost manufacturing method, cheap light-emitting blankets could be available to more people, and treatment could take place at home instead of in the hospital. The requirements for sterility for medical devices also mean that reuse of such products is not always preferable. A sustainable manufacturing process is therefore very relevant for such application in order to minimize the impact on both workers and the environment. We therefore see that our project is compatible with several Agenda 2030 objectives regarding non-toxic (objective 3.9), energy efficient (objective 7.3) and resource efficient (objective 9.4, 12.2, 12.4, 12.5) manufacturing.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar av grafen våren 2022

Projektpartners: LunaLEC, Umeå universitet

Projektledare: Christian Larsen, LunaLEC

Projektform: Förberedelseprojekt

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: Juli 2022 - mars 2023

Relaterade styrkeområden: