Design of advanced materials for the manufacturing of three-dimensional microsystems

用于制造三维微系统的先进材料的设计

基本信息

  • 批准号:
    312568-2013
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2016-01-01 至 2017-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many of today's high-tech products are approaching their technological limits. For example, the microelectronics community is faced with overheating devices with a demand for compact three-dimensional (3D) architectures and lower power consumption, whereas the aerospace industry is seeking lighter, stiffer and more electrically conductive materials for the creation of more energy efficient aircraft. A promising solution is to capitalize on the amazing electrical, thermal and mechanical properties of some nanoscopic materials (one billionth of a meter). However, several challenges in material processing and manufacturing must be resolved, namely exploiting these properties at the industrial scale and overcoming the current planar configuration with a truly 3D method. The nature of my work is on the development of high-performance materials for the manufacturing of microscopic systems featuring multiple functionalities. On the material side, I will mix the best nanoscopic materials inside two different kinds of plastics (or polymers), one of which is recyclable. The resulting composites will feature highly improved electrical and mechanical properties. On the manufacturing side, I will continue printing complex 3D shapes at the microscopic scale using the materials I develop. This important research provides an original and promising approach to resolve the aforementioned issues, thus making nanotechnologies more accessible to industry, especially in aerospace, microelectronics and biomedicine. The anticipated outcomes are (1) the full development of a 3D freeform printing process compatible with a wide variety of materials and applications, (2) the demonstration of 3D micro-electrodes used for the separation of bioparticles that could potentially separate cancerous and healthy cells and (3) the creation of high-performance and environmentally-friendly materials. These discoveries will benefit numerous academic collaborators for future projects, as well as industrial partners for new and improved products. It will also benefit Canada by training personnel in emerging fields and protecting its environment by fostering the utilization of greener materials and contributing to the greener aircraft initiative.
今天的许多高科技产品正在接近其技术极限。例如,微电子行业面临着过热的设备,需要紧凑的三维(3D)架构和更低的功耗,而航空航天工业正在寻求更轻,更硬和更导电的材料,以创造更节能的飞机。一个很有前途的解决方案是利用一些纳米材料(十亿分之一米)惊人的电,热和机械性能。然而,必须解决材料加工和制造中的几个挑战,即在工业规模上利用这些特性,并通过真正的3D方法克服当前的平面配置。我的工作性质是开发高性能材料,用于制造具有多种功能的显微系统。在材料方面,我将在两种不同的塑料(或聚合物)中混合最好的纳米材料,其中一种是可回收的。由此产生的复合材料将具有高度改善的电气和机械性能。在制造方面,我将继续使用我开发的材料在微观尺度上打印复杂的3D形状。这项重要的研究为解决上述问题提供了一种新颖和有前途的方法,从而使纳米技术更容易进入工业界,特别是在航空航天、微电子和生物医学领域。预期的成果是:(1)全面开发与各种材料和应用兼容的3D自由打印工艺;(2)演示用于分离生物颗粒的3D微电极,这些生物颗粒可能会分离癌细胞和健康细胞;(3)创建高性能和环境友好型材料。这些发现将使未来项目的众多学术合作者以及新产品和改进产品的工业合作伙伴受益。它还将通过培训新兴领域的人员和通过促进使用更环保的材料和促进更环保的飞机倡议来保护其环境,使加拿大受益。

项目成果

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Therriault, Daniel其他文献

Direct-write fabrication of freestanding nanocomposite strain sensors
  • DOI:
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Advanced additive manufacturing of multifunctional composites
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用于结构和声学应用的复合材料的先进制造
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  • 资助金额:
    $ 4.01万
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  • 批准号:
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    2022
  • 资助金额:
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  • 资助金额:
    $ 4.01万
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知道了