Printen met nanomaterialen op verschillende materialen zoals flexibele oppervlaktes, is nog lastig, maar daar komt als het aan VSParticle ligt verandering in. De spin-off van de TU Delft ontwikkelde in de afgelopen jaren een techniek waarmee grondstoffen heel makkelijk op nanoschaal te maken zijn en komt binnenkort met een nanoprinter op de markt.
Het in 2014 opgerichte bedrijf heeft een drukke maand achter de rug. Eerder introduceerde VSParticle (Very Small Particle) al een apparaat dat het de Nanopartice Generator VSP-G1 noemt. De VSP-G1 kan heel makkelijk nanodeeltjes synthetiseren door materialen te verdampen met behulp van een plasma van vonkjes tussen twee elektrodes van geleidend materiaal. Elke seconde schieten er driehonderd vonkjes op en neer tussen de elektrodes, waardoor het materiaal zeer heet wordt en verdampt. Vervolgens worden de nanodeeltjes meegenomen door een stroom gas dat door het apparaat wordt gepompt. De deeltjes slaan vervolgens elders neer op een substraat.
De bedenker van de techniek is Andreas Schmidt-Ott, hoogleraar Materials for Energy Conversion and Storage aan de TU Delft. Normaal worden nanodeeltjes gemaakt door een stof op te lossen in een chemische vloeistof. Om dan de juiste hoeveelheid nanodeeltjes te maken, is geen sinecure. Schmidt-Ott bedacht samen met Tobias Pfeiffer een nieuw systeem waarbij met behulp van vonkablatie snel de juiste hoeveelheid nanodeeltjes geproduceerd kunnen worden. Bij deze techniek slaan nanodeeltjes los van een elektrode met behulp van elektrostatische ontladingen, waarna ze worden afgevoerd en verzameld met een gasstroom. Vervolgens gebruikte Aaike van Vugt het apparaat voor zijn afstudeeronderzoek om samen met de twee eerder genoemden in 2014 een bedrijf op te richten om het apparaat verder te ontwikkelen.
Nanodeeltjes van verschillende materialen hebben vaak heel andere eigenschappen dan dezelfde materialen in hun normale vorm. Zo geeft goud in nanovorm juist een rode kleur, denk aan kerkramen in oude kerkgebouwen met rood glas: gouden nanodeeltjes maken het rood (al wist men toen niet hoe dat kwam). Of koolstofnanostaafjes die zeer goed geleidend materiaal vormen. Maar het produceren van nanodeeltjes van het juiste formaat is lastig, al is de belofte van veel materialen in nanovorm al jaren groot. Denk aan betere batterijen of betere zonnepanelen.
Nanomaterialen
Nu komt VSParticle dus met een systeem om direct het gevormde nanomateriaal te printen op zachte en gebogen ondergronden. Daarmee kunnen bijvoorbeeld sensoren geprint worden op contactlenzen en zo op relatief grote schaal dit soort zaken produceren. Ook andere vormen van elektronica komen zo binnen bereik, zoals het printen van microscopisch kleine led’s en bio-elektronica.
De deeltjes uit de VSP-G1 kunnen heel precies op het juiste formaat geproduceerd worden (een nanodeeltje wordt langer naarmate het minder snel neerslaat op het substraat, dus hoe sneller of langzamer het gas door de kamer gaat, hoe kleiner of groter het deeltje) en vervolgens geprint.
In eerste instantie is de 3D nanoprinter die begin volgend jaar uitkomt, nog vooral bedoeld voor onderzoekers, maar later moet een grotere versie uitkomen. De vraag naar de printer zal vermoedelijk snel toenemen omdat iedereen die experimenteert met nanomaterialen graag snel en zeker deze materialen voorhanden wil hebben. Een industriële versie staat nog niet in de planning.
