Högledande 2D-material med “layer-by-layer deposition” (2D LbL)

Syfte och mål

Syftet med projektet är att utveckla nya metoder för att skapa högledande tunna skikt av 2D-material med layer-by-layer deposition (LbL), att använda partiklar belagda med 2D material i elektriskt ledande häftämnen. Målet är åstadkomma stabila elektriska kontakter mot aluminium och mot grafen och att aluminiumkontakter med utvecklade häftämnen kan fungera i NFC-antenner.  

Reducerad grafenoxid (rGO) och andra 2D-material, som tunna filmer på partiklar, bidrar till att bilda basen i elektriskt ledande och stabila elektriska kontakter mot aluminium och grafen.  

Potential – teknisk och kommersiell. Idag tillverkas flexibla kretskort, NFC-komponenter och flexibla antenner i en relativt dyr och komplicerad tillverkningsprocess. Utöver detta utgör processen en belastning för miljön eftersom miljöfarliga kemikalier används när kretsmönster etsas fram. 4E Antenna har utvecklat en process med modern laminering- och laserteknik och kan i denna process tillverka ovan produkter på ett mycket mer kostnadseffektivt och miljövänligt sätt. Genom att kombinera 4E Antennas produktionsprocess med de unika egenskaper grafen har kan vi utveckla produkter som inte bara har överlägsna tekniska egenskaper utan också är billigare att tillverka och dessutom minskar utsläpp av koldioxid och kraftigt minskar utsläpp av miljöfarligt avfall. Idag används flexibla kretskort och NFC-produkter i princip i alla mobiltelefoner, kameror, med mera. NFC-produkter används även i en stor rad andra sammanhang som i till exempel passagesystem, betalningssystem, larm, m.m. Marknaden bedöms vara flera 100 miljarder för varje segment och sammantaget kan marknaden beräknas vara över 1000 miljarder kronor. Genom att möjliggöra montering av komponenter utan tungmetaller och utan miljöfarliga etsprocesser kan projektresultaten skapa en stor och värdefull nisch inom denna stora marknad. 

Genomförande – Fyra arbetspaket ingår i projektet 

  • AP1 – Storleksfraktionering av 2D-material 
  • AP2 – Syntes. Polykatjoner för 2D LbL-framställning syntetiseras 
  • AP3 – 2D LbL-beläggningar  
  • AP4 –Aluminiumkontakter baserade på 2D-material
Abstract in English

High-conducting 2D-material with “layer-by-layer deposition” (2D LbL)

The purpose of the project is to develop new methods for creating highly conductive thin layers of 2D material with layer-by-layer deposition (LbL), to use particles coated with 2D material in electrically conductive adhesives. The goal is to achieve stable electrical contacts against aluminum and graphene and aluminum contacts with developed adhesives that work in NFC antennas.

Reduced graphene oxide (rGO) and other 2D materials, such as thin films on particles, help to form the basis of electrically conductive and stable electrical contacts with aluminum and graphene.

Potential – technical and commercial. Today, flexible circuit boards, NFC components and flexible antennas are manufactured in a relatively expensive and complicated manufacturing process. In addition to this, the process constitutes a burden on the environment because environmentally hazardous chemicals are used when circuit patterns are etched. 4E Antenna has developed a process with modern lamination and laser technology that can manufacture the above products in a much more cost-effective and environmentally friendly way. By combining 4E Antenna's production process with the unique properties of graphene, we can develop products that not only have superior technical properties but are also cheaper to manufacture and at the same time reduces carbon dioxide emissions and greatly reduces emissions of environmentally hazardous waste. Today, flexible circuit boards and NFC products are used in virtually all mobile phones, cameras, etc. NFC products are also used in many other contexts such as in for example passage system, payment system, alarm, etc. The market is estimated to be several SEK 100 billion for each segment and in total the market can be estimated to be over SEK 1,000 billion. By enabling the assembly of components without heavy metals and without environmentally hazardous etching processes, the project results can create a large and valuable niche within this large market.

Implementation - Four work packages are included in the project:

• AP1 - Size fractionation of 2D material

• AP2 - Synthesis. Polycations for 2D LbL production are synthesized

• AP3 - 2D LbL coatings

• AP4 - Aluminum connectors based on 2D materials

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, hösten 2020

Projektpartners: RISE, 4EAntenna, Grafren

Projektledare: Mats Sandberg, RISE

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 245 000 kr

Projektets löptid: 1 april 2021 – 30 september 2021

Relaterade styrkeområden: