Prosjektet bygger på en ny og patentert metode for fremstilling av sølvbaserte tynne filmer med overlegne plasmoniske egenskaper sammenlignet med dagens kommersielle løsninger. Metoden, kalt CrystalSPR, ble utviklet gjennom et doktorgradsarbeid ved Universitetet i Sørøst-Norge og baserer seg på magnetronsputtering med bor-doping. Denne prosessen muliggjør vekst av sølvfilmer med høy grad av krystallografisk orientering, noe som gir filmer med jevn tykkelse, høy kvalitet og forbedrede optiske egenskaper. Produksjonen kan utføres ved romtemperatur og uten spesifikke krav til substrat, noe som gir et betydelig teknologisk og industrielt potensial.
Teknologien retter seg spesielt mot anvendelser innen overflateplasmonresonans (SPR)-sensorer, som brukes til rask og presis deteksjon av biomolekyler, miljøgifter og kjemiske forbindelser. Slike sensorer er sentrale verktøy innen medisinsk diagnostikk, miljøovervåking og bioteknologi.
Aktiviteter:
I prosjektets innledende fase ble det utviklet et tilpasset måleoppsett for SPR ved å modifisere et UV–Vis-spektrofotometer med en modul for manuell justering av innfallsvinkel. Dette gjorde det mulig å utføre vinkelavhengige SPR-målinger i Kretschmann-konfigurasjon.
Videre ble det produsert tynne filmer av både konvensjonelt sølv (Ag) og bor-dopet sølv (AgB) ved hjelp av magnetronsputtering. AgB-filmene ble fremstilt ved hjelp av CrystalSPR-metoden. Filmene ble laget med ulike tykkelser for å undersøke hvordan strukturelle og optiske egenskaper påvirker SPR-responsen. Overflatemorfologi og ruhet ble analysert ved hjelp av atomkraftmikroskopi.
Resultater:
Resultatene viser at CrystalSPR-baserte AgB-filmer gir tydelige og stabile SPR-resonanser ved lavere filmtykkelser enn rene sølvfilmer. Sammenlignet med Ag viste AgB-filmene en forskyvning av SPR-responsen mot lengre bølgelengder, slik at resonansen flyttes fra UV-området og inn i det synlige spekteret. Dette er særlig fordelaktig for praktiske sensorsystemer.
AgB-filmene viste også bedre kontrast og brattere resonanskurver, noe som indikerer høyere sensitivitet. Langtidstester viste ingen degradering i SPR-ytelse etter flere måneders eksponering for luft, noe som indikerer god kjemisk stabilitet.
Prosjektet har bidratt til økt kunnskap og kompetanse innen fremstilling og karakterisering av sølvbaserte tynn-filmer med forbedrede plasmoniske egenskaper. Det er etablert ny eksperimentell dokumentasjon av ytelse, stabilitet og anvendelsespotensial for CrystalSPR-teknologien, som styrker det faglige grunnlaget for videre utvikling mot praktiske SPR-sensorapplikasjoner. Prosjektet har også bidratt til kompetansebygging ved Institutt for mikrosystemer ved Universitetet i Sørøst-Norge, samt styrket samhandlingen mellom forskning, teknologiutvikling og kommersialiseringsstøtte.
Videre har prosjektet hatt en tydelig virkning gjennom dialog og kunnskapsutveksling med relevante industrielle aktører, samt tett samarbeid med USNs TTO-funksjon (KOIN) knyttet til IPR-analyse og markedsvurderinger. Dette har bidratt til en bedre forståelse av teknologiens mulige anvendelsesområder og videre utviklingsløp. Prosjektet har også identifisert alternative bruksområder for materialplattformen, blant annet innen elektrokjemisk CO2-reduksjon, noe som utvider teknologiens potensielle samfunns- og markedsrelevans.
På lengre sikt forventes prosjektets resultater å danne et solid grunnlag for et verifiseringsprosjekt innen Forskningsrådets kommersialiseringsprogram. Dette kan igjen legge til rette for videre teknologiutvikling, økt samarbeid med industrielle partnere og mulig etablering av kommersiell virksomhet basert på CrystalSPR-teknologien, enten gjennom lisensiering eller oppstart av selskap.
