Podczas gdy większość osób przywozi z wakacji pamiątkowe magnesy na lodówkę, naukowcy z Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki (IMiF) opracowują przełomową technologię ich produkcji w skali nano. Poznaj projekt SMOT-MICRO – ambitną inicjatywę realizowaną w ramach prestiżowego konkursu NCN OPUS 30, która zmienia zasady gry w dziedzinie systemów mikromagnetycznych.
Kluczowe fakty o projekcie SMOT-MICRO:
- Fundament i finansowanie: Projekt realizowany jest w ramach prestiżowego konkursu OPUS 30 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) we współpracy z Politechniką Wrocławską.
- Technologia: Skupia się na integracji nanomateriałów magnetycznych (np. neodymu, żelaza) z miniaturowymi strukturami MEMS.
- Innowacja procesowa: Wykorzystanie cyfrowych bliźniaków pozwala na testowanie setek wariantów fizycznych w skali poniżej 0,1 mm jeszcze przed etapem produkcji, co znacząco redukuje koszty i ryzyko błędu.
- Precyzja: Dzięki selektywnemu wygrzewaniu laserem możliwe jest precyzyjne programowanie biegunów magnetycznych w gotowych układach.
- Czułość pomiarowa: Układy pracują z siłami rzędu pikoniutonów, co pozwala na badanie pojedynczych molekuł i błon komórkowych.
- Główny cel aplikacyjny: Rozwój technologii Tissue-on-a-chip, która umożliwi lokalną stymulację żywych komórek i przełomowe badania nad nowymi lekami.
SMOT-MICRO: Nowa era zintegrowanych systemów mikromagnetycznych
Projekt o pełnej nazwie „Stochastyczna, wieloaspektowa optymalizacja i rozwój technologii zintegrowanych systemów mikromagnetycznych” (SMOT-MICRO) to efekt synergii nauki i zaawansowanej inżynierii. Inicjatywa, finansowana przez Narodowe Centrum Nauki (NCN), skupia się na precyzyjnym nanoszeniu nanomateriałów magnetycznych, takich jak nanocząstki neodymu czy żelaza, na miniaturowe struktury MEMS.
Pracami kieruje dr inż. Piotr Putek z Politechniki Wrocławskiej, natomiast za kluczową koordynację technologiczną w Łukasiewicz – IMiF odpowiada dr inż. Paweł Janus.
Dlaczego mikromagnesy z Łukasiewicz – IMiF to technologiczny przełom?
1. Cyfrowy bliźniak (Digital Twin) – optymalizacja przed produkcją
W skali poniżej 0,1 mm margines błędu praktycznie nie istnieje. Dlatego w Łukasiewicz – IMiF proces zaczyna się od stworzenia cyfrowego alter ego urządzenia. Ten zaawansowany model matematyczny pełni rolę „laboratorium przed laboratorium”, pozwalając na symulację setek wariantów pola magnetycznego, temperatury i mechaniki. Dzięki temu eliminujemy kosztowne próby metodą prób i błędów, optymalizując proces już na etapie cyfrowym.
2. Programowanie właściwości magnetycznych laserem
3. Czułość na poziomie pikoniutonów (pN)
Nasze układy imagMEMS dysponują „supermocą” generowania i pomiaru sił rzędu pikoniutonów. To czułość ekstremalna – poziom oddziaływań słabszy niż pojedyncze wiązanie kowalencyjne. Taka precyzja jest fundamentem nowoczesnej nanometrologii, umożliwiając badanie właściwości mechanicznych pojedynczych błon komórkowych czy molekuł.
