Schweiz

Grundlegende Technologien

Analyse

Die Fähigkeit, den Mechanismus der funktionalen Expression zu erklären

Unsere Analysetechnologie umfasst drei technische Bereiche.

  • „Analytische Chemie“ zur Klärung der Zusammensetzung (elementare und chemische Strukturen), Verteilung und Morphologie mit hoher Empfindlichkeit und Präzision
  • „Physikalische Chemie“ zur Sichtbarmachung von Funktionsstellen und zum Nachweis von Strukturen höherer Ordnung in Materialien, Medikamenten und Geräten
  • Vorhersage der Funktionen von Materialien und medizinischen Geräten und Designfähigkeit auf der Grundlage theoretischer Berechnungsmethoden

Im Folgenden sind einige Beispiele für die Analysetechnologie aufgeführt:

Analytische Chemie: Untersuchung der Zusammensetzung des sehr kleinen Bereichs

Die Dicke des beschichteten Films von Produkten aus hochfunktionalen Materialien, die mit unserer Präzisionsbeschichtungstechnologie entwickelt wurden, reicht von einigen zehn Nanometern bis zu mehreren Mikrometern, sodass selbst kleinste Fremdpartikel von 10 Mikrometern oder weniger die Leistung beeinträchtigen können, wenn sie untergemischt werden. Aus diesem Grund haben wir Technologien zur Entnahme und Analyse sehr kleiner Bereiche und zur Analyse von Produkten in ihrer ursprünglichen Form entwickelt. Wir setzen verschiedene Methoden ein, wie die folgende Abbildung zeigt.

3D-Zusammensetzungsanalyse von kleinen Partikeln im Inneren

Physikalische Chemie: Erfassung eines vorübergehenden Phänomens

Beim Inkjet-Druck ist es wichtig, die Größe der auf das Papier ausgestoßenen Tintentröpfchen (Dots) zu kontrollieren. Wir haben eine On-Site-Visualisierungstechnologie entwickelt, bei der eine Kombination aus Hochgeschwindigkeitskamera, Zoom-Objektiv und Beleuchtung zum Einsatz kommt, um das sofortige Phänomen der Punktbildung zu erfassen. Die gewonnenen Informationen und Erkenntnisse werden genutzt, um die Bildqualität des Inkjet-Drucks zu verbessern.

On-Site-System zur Hochgeschwindigkeitsbeobachtung

Physikalische Chemie: Erfassung von Veränderungen der mechanischen Eigenschaften von Flüssigkeitsoberflächen

Die Oberflächeneigenschaften von Materialien auf Flüssigkeitsbasis, z. B. Tinten, verändern sich beim Trocknen kontinuierlich. Wir haben eine neue Methode entwickelt, um die mechanischen Eigenschaften der Flüssigkeitsoberfläche zu ermitteln. Durch Messung des Profils der Flüssigkeitsoberseite, mit der eine spitze Nadel in Kontakt kommt, werden der Elastizitätsmodul und die Viskosität in der Nähe des Air/Liquid Interface ermittelt. Unsere Methode ermöglicht es auch, die dynamische Veränderung der Oberflächeneigenschaften während des Trocknungsprozesses zu erfassen. Dies kann zur Verbesserung der Bildqualität von gedruckten Materialien und der Leistung elektronischer und optischer Materialien genutzt werden.

Theoretische Berechnungen: Prognose der Materialfunktionen

Wir führen umfangreiche Berechnungen durch, wobei wir nicht nur unsere internen Cluster-Rechner, sondern auch externe Ressourcen wie Fugaku (Supercomputer im Peta-Maßstab in Riken) nutzen. Im folgenden Beispiel haben wir Fugaku verwendet, um First-Principles-Berechnungen zur Li-Leitung durchzuführen. Die Li-Leitung tritt an der Grenzfläche zwischen dem aktiven Elektrodenmaterial und dem Festelektrolyt in einer Festkörperbatterie auf. Die Ursache für den hohen Widerstand wurde geklärt, wenn der Elektrolyt ein Sulfid ist. Hochpräzise Simulationen sind nützlich für Phänomene, die schwer zu messen sind.