’Den talende overflade’

Nanotags lægges ind i overfladerne og sender data til systemer udenfor.

28-09-2005

Nanotags lægges ind i overfladerne og sender data til systemer udenfor

Af Tove Malzer

Nanoteknologien er på vej ud af laboratorierne og ind i industrien. Teknologisk Instituts Tribologicenter udvikler nu ’den talende overflade’ i form af intelligente belægninger til industrielle værktøjer. Der er tale om ’intelligente’ overfladebelægninger, som ved hjælp af nanosensorer kan kommunikere med omverdenen.

Når et værktøj eller en anlægskomponent overfladebehandles, er det for at beskytte overfladerne både på værktøjet og på de produkter, som værktøjet kommer i berøring med. Det sker ved at gøre overfladerne så stærke og friktionsfri som muligt.

Nanoteknologien bearbejder materialerne helt ned på molekyleniveau, og så kan der også tilføres andre egenskaber ved overfladebehandling. Der kan lægges ultrasmå sensorer – såkaldte nanotags – ind i overfladen. Sensorerne kan, fordi de er så små, måle temperatur, tryk eller fugt i hermetisk lukkede miljøer og på steder, hvor det normalt er umuligt at måle, f.eks. inde i en sprøjtestøbeform eller inde i brændselsceller. Og målingen finder sted lokalt, samtidig med at processen foregår.

Udstyr til 10 mio.
Fremstillingen af nanosensorer foregår på Teknologisk Institut, som har investeret i nanobearbejdningsudstyr for 10 mio. kr. Selve nanotags’ene er dog billige at fremstille, fordi der bruges så lidt materiale.

Sensorerne lægges lige under overfladen på f.eks. et fræseværktøj, en sprøjtestøbeform, et hydraulikstempel eller en varmeveksler. En beskyttende overfladebelægning er typisk tre mikrometer tyk, dvs. tre milliontedel af en meter. Heraf udgør sensorer 0,1 mikrometer.

Sensorerne sender data videre til systemer uden for det pågældende emne. Her tolkes informationerne, og derefter kan eventuelle fejl i en produktionsproces rettes, inden der sker skade.

Prototype til nytår
En overflade, som er udstyret med sensorer, kan selv fortælle, hvornår den er slidt ned og skal fornyes. Og den gør det, inden overfladen er helt slidt ned, så man undgår beskadigelse af værktøj eller emner. Det kan ifølge Teknologisk Institut undertiden tyvedoble en komponents levetid.

F.eks. bolte, som holder store, tunge konstruktioner, kan forsynes med sensorer. De kan i god tid fortælle, hvornår der skal ske udskiftning, inden boltene er helt slidt ned.

Teknologisk Institut gennemfører en field test af temperatursensorerne i løbet af efteråret, og en prototype af sensorerne ventes klar inden årets udgang.