Метод лазерного селективного спекания для создания микросенсоров и микроустройств

Проект: иное

Сведения о проекте

описание для неспециалистов

В настоящее время для получения проводящих слоев на гибких нетермостойких подложках (во многих случаях с сохранением прозрачности) широко исследуются методы спекания под облучением различными источниками («photonic sintering»). Гибкие электроды имеют решающее значение для таких развивающихся областей, как солнечные элементы, гибкая и имплантируемая электроника.
Несмотря на стремительный рост исследований в области гибкой электроники (по запросу flexible electronics в WoS индексируется 446 статей за 2010 г и 2043 за 2018) по количеству публикаций Россия (также по данным анализа поиска в системе WoS), не входит даже в первые 25 стран по публикационной активности в рассматриваемой области, что говорит о критически низком состоянии исследований и пренебрежимо малом вкладе в мировое развитие данного направления. В то время как Япония занимает лидирующие позиции после США, Китая, Южной Кореи и Германии. Таким образом, командировка и будущая коллаборация с японской научной группой, имеющей большой опыт в данной области, позволит развить это направление в РФ.

основные результаты по проекту в целом

Группа профессора Mizoshiri на протяжении нескольких лет занимается исследованием метода лазерного спекания (laser sintering) наночастиц для получения микроустройств различного назначения (например, датчики температуры).
Раннее Mizue Mizoshiri работала в Университет города Нагоя, занимаясь разработкой метода лазерного спекания,
но последние несколько лет работает в Технологическом Университете Нагаоки (NUT), где продолжает исследования метода восстановительного лазерного спекания, который является модификацией метода лазерно-индуцированного осаждения металла из раствора.

Коллектив профессора Mizue Mizoshiri обладает широким набором лазерных источников, позволяющим провести всестороннее исследование влияния параметров излучения на лазерно-индуцированное осаждение и синтеринг.

В ходе командировки разработаны методики лазерно-индуцированного синтеза металлов (медь, никель, кобальт) на поверхности различных полимерных материалов.

Проведено исследование влияния широкого спектра параметров синтеза
на характеристики материала, в том числе лазерного излучения (мощность, скорость сканирования), методов подготовки поверхности и состава чернил.

Полученные в ходе командировки металлические паттерны будут изучены с помощью электрохимических методов анализа по отношению к глюкозе с целью создания бесферментных сенсоров.

В дальнейшем будут определены основные аналитические характеристики: оптимальный рабочий потенциал, линейный диапазон определения, предел обнаружения и чувствительность.

Показано, что предлагаемые системы обладают высокой стабильностью и
аналитической специфичностью и устойчивы к присутствию мешающих
наиболее часто встречающихся в реальных биологических образцах.

В марте 2020 года была поддержана заявка на конкурс на лучшие научные проекты фундаментальных исследований, проводимый совместно РФФИ и Японским обществом продвижения науки «Метод лазерного "прямого письма" металлических и композитных паттернов для создания микроустройств на гибких полимерных подложках» с общей суммой финансирования 3 млн на 2 года.

На 2020 год запланированы командировки проф. Мизошири, а также исполнителей с русской стороны для работы в Японии в рамках поддержанного проекта.

В рамках проведённых исследований подготовлено 2 статья (одна нашим коллективом, вторая - коллективом проф. Мизошири), которые будут направленные в редакцию в течение 2020 года.
АкронимJTI 2019
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания11/02/206/03/20

Ключевые слова

  • лазерные технологии
  • металлические паттерны
  • бесферментные сенсоры
  • полимерные материалы