Kutatási irányok és projektek Nanotechnológiai Kutatóintézetben (BAY-NANO)

Átírás

1 Kutatási irányok és projektek Nanotechnológiai Kutatóintézetben () Pungor András Ph.D. Igazgató

2 Alap-projekt Eredetileg 3 év 1.8 Milliárd Ft Futamidő meghosszabbítva 4 évre változatlan összeggel Az utóbbi két évben több mint 600MFt új projekt és ipari megbízás NKTH NAP-NANO alap-projekt zárás: 2010 június 30. A tapasztalatok figyelembevételével július 1- től új szervezeti struktúra alkalmazott kutatási hangsúllyal

3 Infrastuktúrális háttér Miskolci Egyetemen 250 m 2 bérelt terület: a kompozit, diszperziós és metrológiai osztályok laboratóriumai. Miskolci Egyetemen műhelycsarnok a Képlékenyalakitás Tanszékkel: nanofémek laboratórium (átalakítás alatt). Miskolci Egyetemen170m 2 bérelt terület irodáknak 290 m 2 Innovatív Medicina Labor

4 NAP-NANO eredmények K +F témák Nanoszerkezetű fémek (Dr. Krállics György) Ötvözetlen, Félüzemi gyártás. ultra-finomszemcsés Partnerek: Ózdi titán Hengermű-CH előállítása - implantátumok Rt-Medimetal Kft Nanodiszperziók (Prof. DSc. Kiricsi Imre) Fém Nano-ezüst nanorészecskék gyártás és előállítása ellenőrzés és (DrJuice), alkalmazása nano-ink előállítva Nanomedicina (DSc. Szebeni János) Liposzómás Liposzóma gyártás nanogyógyszerek laborkörülmények között Nanokompozitok (Prof. DSc. Kaptay György) Alumínium mátrixú szén nanocsővel erősített kompozitok laborban Nanometrológia (Dr. Pungor András) Nano-felbontású Korszerű méréstechnikai méréstechnikai laboratórium akkreditálás alatt

5 Nano-alakítási osztály Tömbi (rúd, lemez formájú) nanoszerkezetű (d szemcse = nm) fémes anyagok előállítása az intenzív képlékenyalakítás (IKA) módszerével. 2.5 m IKA eljárások fejlesztése laboratóriumi és ipari körülmények között. Ipari szintű gyártás megalapozása, kidolgozása. Szakmai kapcsolatrendszer kiépítése (Észak-Magyarország) K+F nanoszerkezetű félgyártmány gyártása (fémfeldolgozó üzemek) késztermék gyártása (implantátum gyártók) felhasználás (kórházak) Szabadalmak: Способ получения ультрамелкозернистых заготовок из титановых сплавов RU Eljárás ultrafinom-szemcsés fémes félgyártmány előállítására PO nm

6 Kisérleti anyagok laboratóriumi előállítása Kisérleti kiinduló anyag mm Grade 2 kereskedelmi tisztaságú titán. Kis szilárdság, jó biokompatibilitás. IKA Nanoszerkezetű anyag Rúd és szalag formában Nagy szilárdság, jelentős szivósság, jó biokompatibilitás. Félmeleg szabadalakító kovácsolás, laboratóriumi hengerlés könyöksajtolás

7 Titán rudak és implantátumok gyártása üzemi körülmények között Hengerlés 50x2000 mm titán Grade 2 16x4000 mm nanotitán R p0,2 [MPa] R m [MPa] Z [%] W c [J/cm 3 ] 100 Z alapanyag hengerlés üzemben hengerlés laborban 0 rúdhúzás Mechanikai tulajdonságok Implantátumok Hideghúzás Biokompatibilitási vizsgálatok

8 Lemezszerű titán-implantátumok gyártásának kifejlesztése Titán rúd kereskedelmi beszerzése Termo-mechanikus kaliber hengerlés Profilhengerlés Near-Net-shape Salgótarjáni Acélárugyár Zrt Implantátum megmunkálás DAM2004 Kft Medimetal Kft Sajtolás 3D-s alakos lemezeket általában tömbi anyagból munkálják ki, jelentős idő és energia ráfordítással, magas hulladékaránnyal és alacsony termelékenységgel. Késztermék közeli előgyártmány technológiát alkalmazva jelentősen meg tudjuk változtatni az implantátum gyártás eddigi gyakorlatát.

9 Kompozit Osztály Tökéletes nedvesítés = tökéletes kompozit Nedvesítés javítás nanoréteggel Karbonszál erősítésű Almátrixú kompozit Szén nanocső erősítésű Al-mátrixú kompozit Karbon tégely Alumínium csepp Karbon szál Alumínium Karbon nanocső

10 Kompozit Osztály Fémhab Alakos fémhab

11 Nanodiszperzió Antibakteriális textíliák előállítása szonokémiai módszerrel AgNO 3 oldat (különböző koncentráció) d (nm) Textil előállításának sematikus ábrája (Ultrahangos homogenizátor adatai: 1 kw, 20 khz) Ezüst nanorészecskék (AgNPs) TEM felvétele a hozzá tartozó méreteloszlási hisztogrammal

12 Antibakteriális hatás vizsgálata Tiszta textil SEM felvétele AgNPs-vel bevont textil SEM felvétele tiszta textil (Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus faecalis, Staphylococcus aureus)

13 Nanodiszperzió Osztály Műszerek Modular Compact Rheometer Ultrasound Cavitational Homogenizer Dynamic Light Scattering HPLC Precision dot-printer XRD

14 Nanometrológia AFM (NT-MDT) AFM-Spectra (NT-MDT) HITACHI SEM 2nm, EDAX (B-U) 200 kv FEI TEM 0.2 nm, EDAX (Be-U) 5 Nano-educatorok (student-safe AFM-s)

15 AFM Topography MFM Raman Spectroscopy Lithography További méréstechnikák Scanning Kelvin Probe Konduktivitás mérés

16 SEM Hitachi S4800 Hitachi TM-1000 ~40nm felbontás ~2nm felbontás SEM felvétel EDAX felvétel Au szigetek a Ga-As félvezetőn Carbon nanocsövek

17 TEM Arany a carbon rétegen FEI Tecnai G Arany bevonatú polystyrene Jobb mint 0.2nm felbontás

18 Innovatív Medicina Labor Eredeti terv: a meglevő laboratórium átalakítása újabb műszerek befogadására (öltözők átalakítása; ~50m 2 )

19 Ilyen volt

20 Ilyen lett

21 Ezüst-kolloidok hatása monocita sejtek (THP-1) sejtadhéziójára (xcelligence) DrJuice 175 DrJuice 183 THP1 / PBS Medium /PBS THP1 / Juice175 Medium/ Juice175 THP1 / PBS Medium /PBS THP1 / Juice183 Medium/ Juice183 Nano THP1 / PBS Medium /PBS THP1 / Nano Medium/ Nano Simonyi, D., Láng, J., Láng, O.,Kőhidai, L. Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet, Kemotaxis Munkacsoport,

22 Neuroprobe Kemotaxis Ezüst-kolloidok hatása monocita sejtek (THP-1) kemotaxisára (NeuroProbe kamra) Simonyi, D., Láng, J., Láng, O.,Kőhidai, L. Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet, Kemotaxis Munkacsoport,

23 Sejtszám (%) Sejtszám (%) Sejtszám (%) Ezüst-kolloidok citotoxikus hatása monocita sejteken (THP-1) Dr DrJuice ThP-1 THP-1 72h citotoxicitás 72h 5000 s/w s/w Dr DrJuice ThP-1 THP-1 72h citotoxicitás 72h 5000 s/w s/w c (mg/l) c (mg/l) 100 Nano Nano ThP-1 THP-1 72h citotoxicitás 72h 5000 s/w s/w c (mg/l) Simonyi, D., Láng, J., Láng, O.,Kőhidai, L. Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet, Kemotaxis Munkacsoport,

24 A beültetett elektróda rendszer 13cm hosszú 96 eres huzalozás Egyenként 25um-es átmérőjű arany huzal 10x10 elektróda 4mm x 4mm-es szilicium lapon Konnektor 128 érintkező 12mm átmérőjű lapon

25 Az elektróda beültetése az agyba lassú gyors 7m/s!!!!! (25km/h)

26 Műszerezettség

27 A beültetett elektróda rendszer LGA Wirebonding tail Bonding pad Silicone coated wire bundle Pedestal Silicone Entry to the pedestal Silicone potting Parylene Coating Pt coated tip Jelmegszűnés: Betokozódás Elmozdulás Platina degradáció Szigetelés hiánya Elszakadt vezeték

28 Kézi Impedancia Mérő [kohm] Crosstalk mérés impedancia impedancia Autom ata Im pedancia Mérő [kohm]

29 A lehetséges jövő Aktivitás Vezérlés

30 Köszönöm a figyelmüket