Grafen-nanoprickar för hållbar tillverkning av ljuskomponenter i medicintekniska produkter

Resultat 

I projektet har vi tagit fram totalt sex stycken olika varianter av grafennanoprickar (GNPs). Dessa skiljer sig i att de emitterar med antingen violett, blått, cyan, gul/vit, grön eller djupröd färg. Gemensamt för alla dessa är att samtliga råmaterial är biobaserade, att framställningen sker genom en enstegstillverkning och en reningsprocess som enkelt kan skalas upp vid behov, samt att processen använder sig av uteslutande gröna och förnyelsebara lösningsmedel. Detta resulterar i att vi nu kan säkra värdekedjan för hållbara ljusemitterande material. Specifikt för medtech så är den violetta emissionen relevant för behandling av gulsot, den gröna färgen för behandling av diabetesretinopati, den djupröda färgen för sårläkning. Alla framtagna färger öppnar dessutom upp för fler applikationer av ljuskomponenter inom andra marknader. 

Vi har även utvecklat tillverkningen av ljusemitterande elektrokemiska celler (LECar) innehållande GNPs som vid drivning resulterar i en ljusstyrka jämförbar med en bildskärm. Här har tillverkningen skett med uteslutande bläckbaserade metoder och en hållbar tillverkning har uppnåtts genom användandet av endast förnyelsebara lösningsmedel. Ljusstyrkan, drivspänningen och påslagstiden för de resulterande komponenterna ligger inom de krav LunaLEC har för kommersialisering, däremot har livstiden tyvärr visat sig vara för kort. Orsaken till detta tros ligga i interaktionen mellan GNPs och dess omgivning i det aktiva materialet. Detta har lett till vidare studier vid Umeå Universitet som ämnar att minimera dessa interaktioner. Projektet har sammanfattningsvis bidragit stort till att vi så småningom kommer kunna erbjuda hållbara GNPs, samt LECar med GNPs, av varierande färger som lämpar sig för ett stort antal applikationer. 

Abstract in English

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

Results

In the project, we have developed a total of 6 different variants of GNPs, differing in that they emit either violet, blue, cyan, yellow/white, green or deep red color to all of these is that all raw materials are bio-based, that the production takes place through a one-step manufacturing and purification process that can easily be scaled up if necessary, and that the process uses exclusively green and renewable solvents. As a result, we can now secure the value chain for sustainable light-emitting materials. Specifically, for medtech, the violet and blue emission is relevant for the treatment of jaundice, the green color for the treatment of diabetic retinopathy, the deep red color for wound healing. In addition, all the colours developed within this project open for many more applications of light-emitting components in other markets.

We have also developed the production of LECs containing GNPs, which when driven results in a brightness comparable to that of a computer screen. Here, the manufacturing has been done using exclusively ink-based methods and sustainable manufacturing has been achieved through the use of exclusively renewable solvents. The brightness, operation voltage and turn-on time of the resulting components are within LunaLEC's requirements for commercialization, but unfortunately the resulting lifetime has been too short. The reason for this is believed to lie in the interaction between GNP and its surroundings in the active material and this has led to further studies at Umeå University that aim to minimize these interactions. In summary, the project has therefore contributed greatly to that we will eventually be able to offer sustainable GNPs, as well as LECs with GNPs, of varying colors suitable for a large number of applications.

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: