Onze belangrijkste competentie heeft betrekking op de synthese en karakterisering van organische en hybride organisch-anorganische halfgeleidende materialen en hun integratie in opto-elektronische apparaten met de nadruk op fotovoltaïsche en gezondheidszorgtoepassingen, hierbij strevend naar rationele structuur-eigenschap relaties. We voeren zowel fundamenteel als toegepast onderzoek uit en hebben een lange traditie in gezamenlijke wetenschappelijke R&D binnen Europese, nationale en regionale projecten, evenals dienstverlening voor de industrie en onderzoekscentra. We kunnen ondersteuning bieden in alle stappen van materiaalontwikkeling tot geavanceerde (structurele en opto-elektronische) materiaalkarakterisering, apparaatanalyse en prototypeproductie.

Voordelen

De expertise in materiaalchemie en (apparaat)fysica met betrekking tot organische en hybride halfgeleiders, en de state-of-the-art onderzoeksinfrastructuur die beschikbaar is aan het Instituut voor Materiaalonderzoek imo-imomec, is uniek in het Vlaams/Belgische landschap en is competitief op het hoogste Europese niveau, zoals blijkt uit onze vertegenwoordiging in verschillende nationale en internationale netwerken, onderzoeksprogramma's en projecten.

Toepassingen

• Organische en hybride organisch-anorganische perovskiet fotovoltaïsche cellen
• Fotodetectoren voor zichtbaar en nabij-infrarood licht
• Organische lichtemitterende diodes en apparaten voor bio-sensing en bio-elektronica
• Organische fotosensibilisatoren

Klanten

Alle soorten bedrijven die geïnteresseerd zijn in het toepassen van opkomende en zachte halfgeleidende materialen in opto-elektronische toepassingen, voor energie en geavanceerde toepassingen in de gezondheidszorg.

Het lab voor Functional Materials Engineering (FME) huisvest een verscheidenheid aan print- en coatingtechnieken voor de depositie van functionele materialen op een breed scala aan substraten. Inkten van partners, industrie of eigen formuleringen worden bestudeerd in relatie tot de geselecteerde print/coating technologie en de interactie van het gedeponeerde materiaal op het substraat. De volledige keten, van voorbehandeling van het substraat om de vrije energie van het oppervlak te veranderen, optimale printparameters tot nabehandeling - via oven, kookplaat of nabij-infrarood - om een functionele print of coating te verkrijgen, wordt onderzocht. Morfologische, opto-elektronische en mechanische karakterisering van de lagen en de uiteindelijke toepassingen worden bestudeerd in nauwe samenwerking met andere onderzoekseenheden binnen imo-imomec.

Voordelen

Het bestuderen van de volledige keten van inktformulering, over print/coatingparameters en nabehandeling, volledige karakterisering, tot specifieke toepassingen, maakt het mogelijk om de interactie van functionele materialen met hun substraat volledig te begrijpen. In het team hebben ervaren onderzoekers met een achtergrond in chemie, elektromechanica, elektrotechniek en materiaalwetenschappen en -techniek elk hun rol om de hierboven beschreven brede keten volledig te omspannen.

Toepassingen

Evaluatie en voorbehandeling van het substraat

• Profilometrie
• Contacthoekmeetsysteem
• UV-plasma voorbehandeling
• Corona voorbehandeling

Druk- en coatingtechnologie

• Lamellencoating
• Zeefdruk
• Inkjetprinten
• Ultrasone spuitcoating

Nabehandeling

• Hete oven
• Hete platen
• Nabij infrarood sinteren

Karakterisering

• 4-sonde plaatweerstand (Van der Pauw)
• Rekbank
• Profilometrie
• Contacthoekmeetsysteem

Toepassingsgebieden

• Organische lichtemitterende apparaten
• Elektroluminescente apparaten
• Gedrukte sensoren voor lichaams- en wondbewaking
• Rekbare elektronica

Klanten

We hebben klanten uit de volledige kennisketen, van substraatevaluatie en voorbehandeling over printen/coaten tot uiteindelijke toepassingen. Beginnend met partners die substraten kunnen leveren, kunnen we evalueren of functionele coatings of geprinte elektronica kunnen worden uitgevoerd op hun substraten. Verder kunnen we inkten en formuleringen voor contacten evalueren met de print- en coatingtechnologie. Tot slot kunnen partners met een specifieke focus op integratie van (geprint) licht, functionele coatings, (geprinte) sensoren en flexibele/rekbare elektronica inzicht krijgen in hoe print- en coatingtechnologie kan worden toegepast voor hun markten.

Technische toelichting

De meest toegepaste technieken worden hieronder beschreven. Deze 3 systemen vullen elkaar perfect aan zodat formuleringen van lage viscositeit tot hoge viscositeit kunnen worden aangebracht voor dunne (30nm) tot dikke (10 μm) lagen. Coatings (tot 20cm bij 20cm) en gedrukte patronen (50 μm breed) kunnen via deze technieken worden aangebracht.

Ultrasoon spraycoaten

Sonotek ultrasoon spuitcoatingsysteem dat een breed scala aan formuleringen aanbrengt (van 10 cP.s tot 1000 cP.s) in ultradunne (30 nm) coatings met een lengte van 0,5 cm tot 20 cm.

Inkjetprinten

• Dimatix inkjetprintsysteem voor inkten in het bereik van 8-12 cP.s, met 16 spuitkoppen met een 1pL of 10pL patroon om druppels van 20 μm groot te maken voor de afzetting van dunne (200nm) structuren met een breedte van minimaal 50 μm en een tussenruimte van 50 μm.

Zeefdrukken

• Baccini zeefdrukinstallatie om viskeuze pasta's (> 500 cP.s) af te zetten voor dikke lagen (1-10 μm) met sporen van minimaal 50 μm en een tussenruimte van 50 μm.

De infrastructuur van het laboratorium voor Advanced Functional Polymers (AFP) is ontworpen voor de synthese en karakterisering van een groot aantal geavanceerde polymeren voor uiteenlopende toepassingen. Als zodanig bevat het verschillende state-of-the-art synthetische gereedschappen en geavanceerde analytische mogelijkheden. Onze laboratoria zijn goed gepositioneerd voor het synthetiseren, verwerken en karakteriseren van nieuwe polymeermaterialen met een breed scala aan moleculaire opbouw en eigenschappen, waaronder thermoplastische [elastomeren], netwerken en gels, en composieten. We beschikken over ultramoderne synthetische opstellingen, waaronder verschillende luchtvrije Schlenk-lijnen die lucht/watergevoelige transformaties kunnen uitvoeren. De verwerkingsapparatuur omvat een grote (300 x 300 mm) hydraulische smeltpers met verschillende mallen en UV-modules voor crosslinking. Geavanceerde karakterisering omvat apparatuur voor het beoordelen van de moleculaire samenstelling en mechanische eigenschappen.

Voordelen

Naast geavanceerde apparatuur worden de polymeerlabs ondersteund door zeer ervaren scheikundigen en ingenieurs die zijn getraind in de werking van apparatuur en in interpretatie. De uitgebreide teamleden hebben een sterke achtergrond in chemische analyse en synthetische protocollen. Dit omvat het ontwerp van synthetische recepten voor het genereren van verschillende polymeerarchitecturen en het gebruik van een reeks polymerisatiemechanismen (bijv. gecontroleerde radicale polymerisaties, ring-opening polymerisaties, fotomediated polymerisaties, supramoleculaire interacties; crosslinking strategieën). Bovendien heeft ons team uitgebreide ervaring met het karakteriseren van de mechanica van materialen (bijv. trek- en compressietesten; reologie; DMTA) en thermische eigenschappen (bijv. DSC, TGA). Dit komt bovenop de routinematige moleculaire karakterisering, waarvoor het Instituut voor Materiaalonderzoek een sterke expertise heeft. Met dit volledige pakket kunnen we de volledige keten van polymeerontwikkeling uitvoeren, van ontwerp tot toepassingsevaluatie.

Meer informatie op de MPR&S website.