Kun 300 milliarder nanometer fra NTNU NanoLab, skinner en splitter ny supermaskin som produserer nanotråder så små at man kan lure på om de egentlig finnes.
Begeistringen var stor da den nye MBE-maskinen (Molecular Beam Epitaxy) ble vist frem på NTNU torsdag.Kristoffer Furberg
Bjørn-Ove Fimland (t.v.) og Helge Wemans forskningsgruppe på NTNU var den første i verden til å fremstille halvleder nanotråder på grafén i 2010. Til høyre i bildet er IME-dekan Geir Øien.Kristoffer Furberg
Professor Bjørn-Ove Fimland (t.v.) demonstrerte timillionersmaskinen med å lage én milliard nanotråder på et par minutter.Kristoffer Furberg
Her dyrkes og gror trådene på størrelse med en tusendel av et menneskehårstrå. Én nanometer tilsvarer lengden en fingernegl vokser på et sekund. Molecular Beam Epitaxy (MBE) heter den nye maskinen til ti millioner kroner. Den kan minne om en forvokst motor, hentet rett fra Il tempo gigante. Lyset slås av, og en projektor viser grønne flekker på veggen.
To minutter senere klapper et titall menn i hvit frakk.
- Nå har vi laget 1 milliard nanotråder, sier professor Bjørn-Ove Fimland ved NTNUs institutt for elektronikk og telekommunikasjon.
Lager materialer til elektronikk
En nanotråd er svært enkelt forklart en ekstremt liten sylinder satt sammen, lag på lag, av forskjellige stoffer. Superstoffene disse prosessene skaper, kan danne grunnlag for ny teknologi.
Potensialet sies å være enormt, men produktet er så lite at ingen kan se det. I forskningsterminologien sier man at nanotråder vokser eller gror. På plansjer kan de se ut som sopp, men det er ingen levende organisme vi snakker om. Når nanotråden vokser er det fordi den tilføres lag på lag av forskjellige stoffer.
Sammen med Anders Aune i NTNU Technology Transfer forsøker Fimland og hans instituttkollega Helge Weman å forklare hva MBE-maskinen gjør og hva den kan brukes til. Det er ikke veldig lett å forstå for uinnvidde.
- Hvordan ville dere ha forklart dette om dere holdt et foredrag i en barnehage?
- Vi lager materialer for lys og elektronikk, som for eksempel brukes i lasere, mobiltelefoner og tv-er, sier Fimland.
Steriliserer vann med UV-stråler
Weman øker vanskelighetsgraden med noen nanometer:
- I dag bruker man kvikksølvlamper til sterilisering av vann. Dette er både dyrt og farlig. Se for deg at du kan lage små LED-lys som kan stå inni rør og være drevet av solceller.
- Vi har forskjellige grunnstoff i ovnene i maskinen. Disse kan vi blande. Måten man setter dem sammen på, avgjør hvilket lys du får ut.
Dette kan blant annet brukes til å lage høyeffektive solceller og LED-lys, samt avansert dyp ultraviolett LED til eksempelvis desinfeksjon av drikkevann.
Fester nanotråder på grafén
CrayoNano er et spinoff-selskap fra NTNU og skal være først i verden med å fremstille halvleder nanotråder på grafén kommersielt. Fimland og Wemans forskningsgruppe var den første i verden til å fremstille halvleder nanotråder på grafén i 2010. CrayoNano ble etablert i 2012 for å videreutvikle og kommersialisere teknologien. Silisium brukes i stor grad som strømleder i elektroniske komponenter i dag. Superstoffet grafén leder strøm 100 ganger raskere og er bare et atom tykt. Derfor blir nanotråder på grafén ekstremt lite og effektivt. I tillegg er det et fleksibelt materiale.
Denne videoen viser hvordan det hele fungerer:
Den første MBE-maskinen i Norge kom til NTNU i 1988, men har både vært utdatert og ustabil de siste årene. Det har betydd mye nedetid og problemer for forskere og studenter. I tillegg til å få inn siste nytt på MBE-fronten, har den gamle traveren fått en overhaling.
Selv om den nye MBE-maskinen ikke er unik i verdenssammenheng, er den Norges mest avanserte i sitt slag. Den beskrives som uvurderlig for forskningsarbeidet på laben. Materialet som produseres kan videreutvikles på NTNU NanoLab, kun 300 milliarder nanometer unna.
- Vi kommer til å samarbeide mye, sier nanolabsjef Kay Gastinger.
NTNU Technology Transfer (TTO) jobber med å skape verdier av forskningsresultater og ideer fra NTNU, Helse Midt-Norge og Høgskolen i Sør-Trøndelag. Målet er at disse skal nå markedet i form av nye produkter eller tjenester som kommer samfunnet til gode. Anders Aune i TTO jobber sammen med CrayoNano og mener det er en rekke muligheter for videreutvikling og kommersialisering av nanoteknologien på NTNU.
- Vi har tatt noen snarveier for å få finansiert denne maskinen. Derfor tror jeg også at alle føler et ansvar for at vi oppnår resultater. Men vi må fortsette å investere for å holde tritt med utviklingen, sa Aune under åpningen av MBE-laben torsdag.
Han fortalte videre at det er vanskelig å kommersialisere teknologi innen nanoteknologi, da det både er dyrt og tidkrevende.
- Men hvis man lykkes, vil man forandre verden.
Akkurat hvordan er ikke helt klart.
- Hva er det dere håper å kunne bruke materialene dere produserer til?
- Det er slik med grunnforskning, at de beste ideene er de man ikke kjenner før man har begynt å forske.
