Skema til beskrivelser af forsknings- og udviklingsaktiviteter

Transkript

1 Skema til beskrivelser af forsknings- og udviklingsaktiviteter Aktivitetsplan (navn): Metrologi - forskning og udvikling Aktivitetsplan nr.: 1 Beskrivelse af den nye tjenesteydelse eller de nye kompetencer som forventes udviklet Detaljer omkring DFM s styrkeområder findes i strategiplanens afsnit 4.3. Nye ydelser beskrevet nedenfor er understreget. Elektrokemi DFM vil etablere en internationalt anerkendt, metrologisk sporbar kalibreringsydelse for referencesensorer til måling af ledningsevne i ultrarent vand (UPW). Ydelsen vil være unik i Danmark, og der er for tiden ingen tilsvarende internationale udbydere. Tidshorisonten for markedsmodning: 1½ år. DFM vil arbejde på forbedring af det teoretiske grundlag og de eksperimentelle metoder for ledningsevnemåling generelt. Et særligt anvendelsesområde er ledningsevne af bioethanol, anvendt som kvalitetsindikator. DFM vil udvikle mere pålidelige ph målinger i medier ud over de vandige buffere. For bioethanol er pålidelige ph-målinger nødvendige for anvendelse som kvalitetsindikator. Metodeudviklingen har prænormativt sigte. DFM vil arbejde på udvikling af standardiserede testmetoder til definition og bestemmelse af batteriers sundhedstilstand baseret på elektrokemisk impedansspektroskopi. DFM s metrologiske fokus er en ny tilgang til området. Metodeudviklingen har et prænormativt sigte og kan på sigt udmøntes i konsulentydelser. Akustik DFM vil fortsætte den eksisterende indsats indenfor akusto-optik, der er et unikt område, uden andre danske aktører. Indsatsen resulterer i etablering af en akusto-optisk måleopstilling til visualisering af lydkilder.. Området åbner for nye ydelser og anvendelser, herunder realisering af de fundamentale akustiske målestørrelser, samt visualisering af lydfelter: akustisk tomografi, holografi og stråleformning. Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år. DFM vil udvikle sekundære kalibreringsmetoder for ikke-standard mikrofoner, herunder tryk-gradient mikrofoner. Tilsvarende ydelser findes ikke i GTS-nettet eller hos private udbydere. Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år. Fotonik DFM s kompetencer indenfor laserstabilisering udvides til laserstabilisering på kort og lang tidsskala samt etablering af en ny referencelaser specifikt til længdekalibrering. DFM s ydelser er blandt de førende på verdensplan. DFM vil fortsat tilbyde kontraktforskningsopgaver for dansk fotonik industri. Etablering af en ny referencelaser vil fremtidssikre længdekalibrering på primær niveau. DFM vil etablere en facilitet til sporbare kolorimetriske målinger (farvekoordinaterne (x,y,y) med usikkerheder på bedre end 0,3 %). Faciliteten anvendes til kalibrering af LED karakteriseringsudstyr til sporbare Side 1 af 12

2 farvemålinger, samt farvemålinger på overflader. Tidshorisonten for markedsmodning: 2 år (LED er) henholdsvis 3 år (materialeoverflader). Med udgangspunkt de opbyggede kompetencer for UV målinger på solarier, vil DFM udvide sine ydelser indenfor spektroradiometriske målinger. Udvidelsen vil omfatte etablering af sporbare målinger ned til 250 nm, karakterisering af forskellige typer UV kilder, der anvendes til sterilisering og medicinsk brug, og test/kalibrering af andet måleudstyr i UV området. Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år henholdsvis 4-5 år (ydelser relateret til medicinsk brug). DFM vil udvikle kvantitative metoder til gasmonitering i svært tilgængelige eller potentielt farlige områder ved hjælp af båndgapsfibre samt udvikle en prototype sensor med et kompakt sensorhoved, som kan positioneres i sådanne områder. Udviklingen vil inkludere evaluering af en testopstilling til monitering af ændringen af mængden af CO 2 i f.eks. en kornsilo (et miljø, hvor CO 2 indholdet vokser når kornet degraderer). Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år (prototype), 4 år (salg af ydelse). Den meget følsomme teknik Cavity Ring Down Specptroscopy (CRDS) vil blive videreudviklet til måling af CO 2 og N 2 O (på ppm og ppb niveau), med fokus på anvendelser til monitering af biologiske emner, fødevarer (f.eks. verificere autenticitet og økologi) og klimamolekyler (ovennævnte samt CO og H 2 O). Efter forespørgsel fra farmasektoren vil DFM, ved brug af CRDS, etablere en facilitet til kalibrering af udstyr, der anvendes til måling af meget små koncentrationer af ilt i N 2 (bedre end 1 ppm). Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år (klimarelaterede og ilt målinger); 5 år (øvrige ydelser). DFM vil fortsætte sit arbejde med udvikling af kvantitativ Raman spektroskopiske metoder i form af produktion af referencematerialer. Dette vil ske i samarbejde med PTB. Tidshorisonten for markedsmodning: ca. 3 år. DFM vil indenfor Optofluidics opbygge kompetencer og etablere målefaciliteter med fokus på bioscience; faciliteten vil have et potentielt bredere anvendelsesområde. Ingen private udbydere har sådanne faciliteter. Med det forventede fremtidige behov for miniaturisering af sensorer vil kompetence indenfor optofluidics blive opbygget. DFM vil addressere udfordringer omkring integration af billeddannende og spektroskopiske teknikker i miniaturiserede biologiske og kemiske analysesystemer mod udvikling af integrerede biosensorer, der kan anvendes til kvantitative målinger. Tidshorisonten for markedsmodning: 3 år Nanometrologi DFM vil udvide de nuværende kompetencer vedrørende kvantitativ afbildning på nanometerskala til at omfatte kvantitativ udmåling af overflader og nanopartiklers materialeegenskaber så som hårdhed, elasticitet, friktion og deformationsegenskaber. Dette område dækkes ikke af private eller offentlige serviceudbydere, og vil forbedre teknologiske serviceydelser til bl.a. virksomheder indenfor nano- og mikroteknologi, biotech, farma og plast. DFM vil have fokus på udvikling og ydelser mod drug delivery systemer, hvor overfladematerialegenskaber har afgørende betydning for deres funktion. Fem danske virksomheder forventes at efterspørge serviceydelser indenfor 5 år. Tidshorisonten for markeds- Side 2 af 12

3 Aktivitetsplanens indhold modning: 3½ år. DFM vil etablere en måleopstilling baseret på overflade plasmon resonancer (SPR) til koncentrationsmåling af materialer i væske. Måleobjekter er: mikrovesikler i blod (biomarkører for hjerte-kar sygdomme); forureninger i vand (e-coli bakterier); fremmedlegemer i fødevarer. SPR vil desuden anvendes til analyse af vekselvirkningsstyrke (bindingsenergi) mellem materialer, en parameter som vigtig for medicinalindustrien i forbindelse konsistens af medicin. Tidshorisonten for markedsmodning: 2½ år. Detaljerede beskrivelser af aktiviteterne findes i afsnit 4.3 af strategiplanen. Hovedelementerne i eksternt finansierede projekter er ikke beskrevet i detaljer; men se afsnit 7.5 i strategiplanen. De angivne beløb er henholdsvis RK-midler, heraf RK-midler til medfinansiering af andre FoU projekter og egenfinansiering. Beløbene er angivet over 3 år i mio. kr. Elektrokemi (5,0; 0,0; 0,9) Der etableres en kalibreringsopstilling baseret på en beregnbar koaksial målecelle og et lukket flowsystem til kalibrering af ledningsevnesensorer. Faciliteten opnår international anerkendelse gennem deltagelse i (evt. koordinering) af en måleteknisk sammenligning i CCQM eller EURAMET regi og gennem deltagelse i de relevante europæiske og globale metrologiske arbejdsgrupper. Målet er godkendte måleevner i CIPM-MRA. Kendskab til metoden, og de udviklede ydelser, udbydes til slutbrugere i såvel DFM s, som de sekundære kalibreringsleverandørers netværk, samt via udstyrsfabrikanter og agenturer. En workshop/seminar vil blive afholdt på DFM. Der opbygges en opstilling med en målecelle med udskiftelige elektroder, hvor interaktionen mellem elektroder og væske kan undersøges med forskellige elektrokemiske metoder. Formålet er at udvikle generelle pålidelige metoder for bestemmelse af ledningsevne, som kan videreudvikles til anvendelser for biobrændstoffer og delvist vandige saltopløsninger (ikke-standardiserede referencematerialer). ph er defineret i vandige buffere, men bruges som et mål for surhedsgraden i mange andre medier. Usikkerheden på ph-målinger i andre medier er langt større, end brugeren sædvanligvis antager, og pålideligheden af den udførte ph-måling er ofte utilstrækkelig. DFM vil udvikle mere pålidelige ph målinger i medier ud over de vandige buffere. Et tilsvarende princip som DFM s facilitet til sekundære ph-målinger i vandige buffere modificeres til udvikling af metoder for måling af ph i bioethanol, idet der findes standarder for bioethanol som brændstof (f.eks. EN 15490) som specificerer at bioethanol blandt andet karakteriseres ved ph-målinger. Aktiviteterne ligger i forlængelse af resultater fra EMRP projektet Bio-fuels. De to delprojekter ovenfor vil samlet give mulighed for en ydelse for kvantitativ måling af elektrokemiske parametre i bioethanol. DFM vil i samarbejde med europæiske NMI er (bl.a. PTB) udvikle testmetoder for sundhedstilstand af batterier baseret på elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS); testmetoder baseret på EIS forventes at være mere skånsomme og hurtigere end de jævnstrømsmetoder, der benyttes i dag. Side 3 af 12

4 Akustik (2,8; 1,4; 0,4) DFM vil udvikle metoder til visualisering af lyd med fokus på lydudbredelse, støjkontrol, og lydkvalitet af audio udstyr. Signal støjforholdet i den akusto-optiske opstilling forbedres og den optimale laserskanningsmetode bestemmes. Til sekundære kalibreringsmetoder for ikke-standard mikrofoner, tilpasses kalibreringsopstillinger for lavfrekvent og højfrekventkalibrering Fotonik (7,0; 0,6; 1,1) På kort tidsskala baseres laserstabilisering på optiske resonatorer, mens atomare og molekylære absorptionslinier er de optimale frekvensreferencer på lang tidsskala. En kombination af de to teknikker evalueres med henblik på god stabilitet på begge tidsskalaer. Muligheden for anvendelse af atomer i båndgabsfibre, for at udnytte de kraftige absorptionsovergange, undersøges. Der fokuseres på at etablere en stabil reference til måling af fasestøj ned til 130 db rad 2 /Hz i området 1 Hz til 10 khz. I forlængelse af arbejdet med spektroskopi baseret på båndgabsfibre, vil kompakte forseglede celler bestående af disse fibertyper blive fremstillet. Kolometriske målinger vil have fokus på: (a) karakterisering af lyskilders egenskaber med udgangspunkt i den spektrale irradians skala etableret ved DFM i indeværende RK periode. Det vil blive etableret procedurer for farvemålinger på såvel enkelt LED er som LED klynger. (b) karakterisering af overflader med fokus på såvel farve som tekstur (glat, mat, diffus). Referencematerialer til såvel farvemåling som overfladetekstur vil blive etableret. Der opbygges en testopstilling med et kompakt sensorhoved til kvantitativ laser spektroskopi i båndgabsfibre. Gasser i atmosfæren diffunderer ind i båndgabsfiberen og detekteres spektroskopisk. I første omgang vil der fokuseres på CO 2 målinger i området omkring 2 µm. Det vil her være muligt at monitere koncentrationer svarende til ca. 10 gange atmosfærens naturlige CO 2 koncentration. Metoden afprøves i en kornsilo sammen med en samarbejdspartner. CRDS vil blive videreudviklet til måling ved meget lave koncentrationer (ppb niveau) ved både 1,6 µm og 2 µm. DFM s system har egenskaber der tillader meget præcise målinger, en faktor 100 bedre end andre målemetoder. DFM s kompetence til absolut bestemmelse af gasmængde vil blive overført til CRDS målinger. Indenfor Raman spektroskopi vil der blive arbejdet med optiske fibre til levering af lys til emnet samt opsamling af det Raman spredte lys.. Den anvendte teknologi vil være nærfelts spektroskopi med fokus på overensstemmelse ved gentagne målinger, bestemmelse af følsomhed (hvor lille en mængde materiale kan måles) og rumlig opløsning (hvor detaljeret kan målinger udføres). DFM vil fortsætte med matematisk modellering af molekylære absorptionslinjeprofiler til mere nøjagtig bestemmelser af mængden af molekyler. Dette arbejde forventes at bidrage til at bestemme Boltzmann konstanten ud fra spektroskopiske metoder med henblik på en ny realisering af temperaturskalaen. Arbejdet adresserer behovet for mere nøjagtige temperaturmålinger og forbedret bestemmelse af stofmængde på gas form. DFM vil etablere sporbare kvantitative optiske målinger på nanochips. Til Side 4 af 12

5 at opnå dette mål vil sammenhæng mellem mikro- og nanokanalers 3D strukturer blive sammenholdt med optimeret optisk detektion af absorption, fluorescens og kemiluminescens. DFM s kompetencer indenfor nanometrologi og spektroskopi vil blive kombineret til at opnå ny viden på dette område. Komponenter (3D strukturer) vil blive rekvireret fra samarbejdspartnere og kommercielle udbydere. Nanometrologi (6,3; 3,9; 1,1) AFM kompetencer indenfor afbildning af uorganiske materialer videreudvikles til bestemmelse af materialeegenskaber (hårdhed, elasticitet, friktion, deformationsegenskaber). Indsatsen vil have fokus på at etablere metrologisk sporbare målinger og ækvivalens med andre målemetoder. Formål og målgruppe SPR teknologien kræver etablering af en optisk spektroskopisk opstilling, som indebærer valg af optimal lyskilde og detektorsystem. Kommercielt tilgængelige celler anvendes til standardmålinger mens målinger på levende celler kræver udvikling af specielle flow systemer. Matematik (0,8; 0,0; 0,1) DFM s matematiske værktøjer videreudvikles til anvendelse i alle aktiviteter, herunder særlig fokus på analyse af molekylspektre, liniebreddemodellering (Boltzmann, spektroskopi), usikkerhedsevaluering, samt dataanalyse (SPR). Værktøjerne videreudvikles endvidere til brug for DFM s normaler og måletekniske ydelser og formidles via kurser udviklet under AK 2. Formål 1. Forskning i ny og videreudvikling af eksisterende metrologisk kompetence. 2. Nye målemetoder med sporbarhed til SI enhederne og ny viden indenfor metrologi, med det formål, at verificere det stigende antal nye instrumenter og metoder, som udvikles, bruges og sælges af virksomheder og offentlige institutioner. Kendskab til behovet er opnået via behovsanalyser for de enkelte emneområder, direkte dialog med brugergrupper, via virksomhedspartnere i innovationskonsortier, innovationscheck, virksomhedsmøder og BedreInnovation. 3. Forskning på højt niveau for fortsat at give DFM adgang til den internationale metrologiske videndeling, som kan indgå i DFM s videnspredning. Elektrokemi: Slutbrugerne af UPW kalibreringsydelser er sekundære kalibreringslaboratorier, analyselaboratorier, samt medicinalvirksomheder (underlagt USP 23 og EU Pharmacopeia), og kraftværkindustrien, som skal dokumentere vandkvalitet. DFM vil udfylde behovet for tilgængelighed af kalibreringsydelser med anerkendt sporbarhed i det relevante måleområde. Danske interessenter har på BedreInnovation fremhævet ledningsevnemåling af UPW som et område af stor betydning, og at DFM er den rette samarbejdspartner. Forventede resultater for målgruppen er direkte dokumentation af overholdelse af krav til ultrarent vand. Multiplikationseffekt via sekundære kalibreringsleverandører (estimeret til faktor 100). Barrierer for godkendelse af farmaceutiske produkter og medicinsk udstyr nedsættes og der opnås mulighed for kvantitative test af nye vandrensningsteknologier. Øvrige aktiviteter har til formål at sikre pålidelige målinger af Side 5 af 12

6 ledningsevne og ph generelt og specifikt udvikling af pålidelige målinger af ledningsevne og ph i bioethanol. Den økonomiske betydning af at kunne bestemme batteriers sundhedstilstand vil vokse i takt med deres udbredelse i el- og hybridbiler og senere til energilagring. Der eksisterer i dag ingen standardiserede metoder til at bestemme et batteris sundhedstilstand. Bedre testmetoder er derfor et vigtigt skridt for udbredelse af batterier som energilagring i stor skala. DFM er af PTB blevet opfordret til at indgå i et forskningssamarbejde, hvilket vil resultere i en unik indgangsvinkel til området. På BedreInnovation fremhæver DONG Energi DFM s metrologiske tilgang som af betydning for området. Estimeret multiplikatorfaktor > 100. Akustik Ydelserne vil resultere i nye målemetoder til dokumentation af akustiske egenskaber af lydkilder. Direkte realisering af den fundamentale enhed for lydtryk kan anvendes til karakterisering af ikke-standard transducere. Ydelserne er målrettet den danske akustiske industri og vil føre til forbedringer af lydkvaliteten af produkter. Den nye ydelse forventes at være relevant for mindst 5 SMV er. På BedreInnovation fremhæver Acarix betydning for kvalitetssikring via akustiske målinger i ekstreme frekvensområder og Brüel & Kjær og DTU har udtrykt deres støtte til DFM s aktiviteter indenfor akustik. Fotonik Det stigende behov for kommercielle stabile lasersystemer er især af interesse fotonikvirksomheder, som oplever et voksende krav fra kunder om bedre specifikationer. DFM s unikke kompetencer på området anvendes i forbindelse med kontraktforskningsopgaver. Desuden bliver DFM i stigende grad partner i projektansøgninger (nationale og internationale) relateret til rumforskning. Her samarbejdes nationalt med DTU Space og KU Space og internationalt med ESA, JPL og Kongsberg. DFM s bidrag i sådanne tiltag er levering af stabile lasere. Andre potentielle danske brugere af stabile lasere inkluderer producenter, der har brug for positionering af komplekse emner men også (udenlandske) producenter af interferometriske sensorer samt fiberbaserede sensorer til for eksempel vindmåling og i forbindelse med hydrofoner. Øget transmissionsbåndbredde i telekomområdet øger behovet for bedre bølgelængdemåling. Der forventes væsentlige kommercielle muligheder for serviceydelser relateret kolorimetri. Danmark har en stor industriel sektor indenfor armaturfabrikation og desuden forventes ydelser efterspurgt af fødevareproducenter. Salg af ydelser til disse sektorer forventes at have en multiplikatoreffekt > 100. DFM samarbejder med DTU Fotonik, som arbejder tæt sammen med danske armaturfabrikanter. FOSS har på BedreInnovation tilkendegivet behovet for kolorimetriske ydelser. DFM s UV aktivitet har foranlediget en række yderligere forespørgsler på ydelser, og DFM har allerede kalibreret for flyvevåbenet, verificeret lysgivere for Rigshospitalet, Rejsekortet og danske solarieejere. Nøjagtige spektroskopiske målinger ved hjælp af CDRS vil bidrage til forbedrede målinger af bl.a. CO 2, N 2 O, CH 4 og NH 3 samt isotopologer af disse molekyler. Dette muliggør overvågning af forholdene i vand- Side 6 af 12

7 rensningsanlæg, biogasanlæg, gødningsoptag i marker, luftforurening samt bidrager til klimamodellering. Molekylerne er potente drivhusgasser og nedbryder af ozon, hvorfor de ønskes overvåget og kontrolleret. De listede anvendelser er hovedsagelig af offentlig interesse. CDRS teknologien vil også blive tilbudt fødevaresektoren med hensyn til autenticitetsmålinger. DFM vil udvikle en følsom prototype til CO 2 overvågning, i f.eks. siloer, som har landbrugets og energisektorens interesse. En succesfuld etablering af en Raman facilitet til kvantitative målinger og fremstilling af referencematerialer er efterspurgt af især farma- og fødevareindustrien. På BedreInnovation har FOSS udtrykt interesse for denne type måling.. Projektet har høj risiko; men potentialet, hvis udviklingen er succesfuld, er meget stor for målgruppen af farma-, fødevareog materialeproducenter. Multiplikatoreffekten forventes at være væsentlig større end 100. Optofluidics aktiviteten har til formål at adressere behov for nøjagtige målinger i medico-, biokemi- og fødevaresektorerne. I disse sektorer er der et stigende behov for miniaturisering og kvantitative målinger, herunder til point-of-care sensor virksomheder. Atonomics har på BedreInnovation kommenteret DFM s værdifulde bidrag til deres point-of-care produkt og støtter DFM's initiativ om at udvikle nye teknologiske serviceydelser inden for kalibrering, referencematerialer og rådgivning. Nanometrologi Kendskab til materialeegenskaber af overflader og partikler er vigtigt for mange højteknologiske virksomheder indenfor medicin, kosmetik, plastik, maling, nano- og mikroteknologi, og minituarisering generelt. På Bedre- Innovation har en række virksomheder tilkendegivet deres støtte til DFM s anbefalede nanometrologi forskningaktiviteter: hårdhedsmålinger (Inmold Biosystems A/S, Polerteknik ApS, Kenneth Winther A/S, Stensborg A/S); modellering af overfladematerialegenskaber (QuantumWise, Image Metrology); partikelsamarbejde (Particle Analytical). SMV partnere i NanoPlast projektet har efterspurgt ridse/slid test af plastikprodukter. Farmaceutiske virksomheder efterspørger ydelser omkring transport af lægemidler via nanopartikler. Ydelsen er også relevant for miljøsektoren (partiklers indflydelse på mennesker og miljø), toksikologi (effekten af partikler i luftforureningen). Ydelserne vil i stor udstrækning være konsulentydelser med en multiplikatoreffekt > 100. SPR teknologien og tilhørende ydelser er med til at sikre kvaliteten af virksomhedernes produkter. In-situ målinger vil blive tilbudt. Multiplikatoreffekten er betydelig, idet nøjagtig bestemmelse af små koncentrationer af materialer (f.eks. biomarkører) er vigtig for en række produkter fra biokemiske og -medicinske SMV er. Udviklingen vil være en katalysator for nye forretningsområder som sensorer og referencematerialer. Målgrupper generelt Målgruppen og kunderne er danske virksomheder, kalibreringslaboratorier (blandt andet de 47, der er akkrediteret af DANAK), myndigheder samt internationale metrologiinstitutter. Fundamental metrologi omfatter videnskabeligt arbejde, der understøtter og udbygger anvendeligheden af det internationale enhedssystem, SI. Side 7 af 12

8 Nationale og internationale samarbejdspartnere Aktivitetsområdet understøtter Metrologiudvalgets overordnede mission for dansk metrologi. DFM har som mål, i forbindelse med sine forsknings- og udviklingsprojekter, at samarbejde med såvel nationale som internationale institutter og virksomheder, hvilket bidrager til effektiv videnhjemtagning og -spredning. Elektrokemi: DFM indgår i samarbejde med de danske kalibreringsleverandører på sekundær niveau, slutbrugere, måleudstyrsproducenter og distributører, samt europæiske metrologiinstitutter PTB, Tyskland, og INRIM, Italien. Udvikling af ph målinger forventes gennemført som et phd projekt i samarbejde med dansk bioethanolfremstilling og en universitetspartner. Samarbejde mellem de europæiske metrologiinstitutter omkring batteriers sundhedstest sikrer større gennemslagskraft i forhold til standardisering af metoderne. DFM vil være partner i en EMRP ansøgning om et større projekt om metrologi og batteriteknologi til indsendelse i Projektet vil give adgang til viden af stor betydning for DFM s danske samarbejdspartnere om batteriteknologi. DFM s aktivitet indenfor batteriteknologi koordineres med DTU og TI og er placeret mellem DTU s materiale-forskning og TI s systemorienterede aktiviteter. Akustik: DFM har et mangeårigt tæt samarbejde og deler laboratorium med Akustisk Teknologi på DTU. DFM deltager i oprettelse af et Nationalt Centre for Transducer Teknologi sammen med Lydteknologiske Netværk og danske SMV er. Centret skal være forum for nye teknologier for transducerfremstilling og - anvendelser. Fotonik: Der samarbejdes med en række virksomheder i den danske fotonik industri, og der forventes gennemført kontraktforskningsopgaver på linje med indeværende periode. DFM fortsætter sit mangeårige samarbejde med Niels Bohr Instituttet omkring optiske atomure. Videnhjemtagning i forbindelse med laser stabilisering sker via EURAMET og EMRP projekter og vil blive forstærket, hvis ansøgt ESA bevilliges. DFM og DTU Fotonik er i færd med at formalisere et samarbejde omkring karakterisering af LED er, hvor DFM vil være ansvarlig for akkrediterede og sporbare målinger medens DTU især vil fokusere på belysningsmodeller og kalibrering af større LED systemer. Der planlægges således i perioden indsendt forslag til et Innovationskonsortium med DFM og DTU som hovedaktørerne omkring de innovative tiltag. I forbindelse med FP7 ITN projektet vil DFM sammen med DTU Fotonik gennemføre et PhD forløb. Omkring anvendelse af CRDS til måling af CO 2 og N 2 O samarbejdes med KU - Is og Klima ved at en DFM medarbejder tilbringer tid på KU med at udføre nævnte type målinger. Herudover arbejdes på fællesansøgninger. DFM samarbejder med KU Kemi omkring mere nøjagtige spektroskopi- Side 8 af 12

9 ske målinger af en række molekyler (CO 2, H 2 O, CH 4 ). I den forbindelse er aftalt, at KU og DFM i fælleskab vil udbyde kandidatprojekter. Ligeledes arbejdes med formulering af projektansøgninger til FNU og EXOMARS projektet udbudt af JPL. Udvikling af referencematerialer til Raman spektroskopi har størst mulighed for succes ved samarbejde da mængden af arbejde er stort. For at gøre væsentlige fremskridt vil DFM samarbejde med PTB, som har ydet den største indsats indenfor området. DFM samarbejder med DTU Fotonik via en ErhvervsPhD-studerende, der arbejder med teknologier til øgning af Raman signaler. I forbindelse med optofluidics faciliteten vil samarbejdspartnere søges blandt andre NMI er, hospitaler og DTU Fotonik henholdsvis point-ofcare SMV er og DTU Nanotech. Nanometrologi Samarbejdet med universiteterne, herunder KU Farma og SDU, omkring materialeegenskaber indenfor drug delivery systemer (BedreInnovation) og DTU (BedreInnovation) udbygges. Et ErhvervsPhD projekt forventes startet i forbindelse med overflade materialeegenskaber. DFM og Lundbeck støtter et PhD projekt på KU Farma. Projektet søger at optimere produktionsprocessen for tabletter. Processerne er vigtige for at øge yield og sikre relevante myndighedsgodkendelser. På DFM arbejdes med undersøgelser af tabletters mikroskopiske overfladestrukturer og materialeegenskaber. Koordinering og samspil med andre FoUaktiviteter DFM samarbejder med KU Life omkring karakterisering af overfladeruhed og materialegenskaber af nyudviklede tandimplantater, der forventes at afkorte helbredningsperioden signifikant. DFM har kontakt til DTU Systembiologi og KU Sund, med henblik på at undersøge partikelrelaterede problemer indenfor bakteriologi og indeklimamykologi. DFM samarbejder med DTU Mekanik og IPU om karakterisering af materialeegenskaber af nanopartikelbelagt metaloverflader til korrosionsbeskyttelse og den fotokatalytiske effekt. Omkring nanopartikler samarbejder DFM internationalt med LNE (Frankrig), CPERI (Grækenland) og METAS (Schweiz). Detaljer om projekterne kan findes i strategiplanens afsnit 7.4. Medfinansiering af andre FoU-projekter Akustik: DECAD; FTP ansøgning (planlagt). Fotonik: QTEA. Nanometrologi: NanoPlast; PolyNano; NEMI; FSS ansøgning (indsendt). Relaterede FoU-projekter Elektrokemi: Biofuels. Akustik: EARS; EMRP ansøgning (indsendt). Masse: NewKILO. Fotonik: FREQUENCY; EUMETRISPEC; DOCA; EMRP ansøgning (indsendt); ESA ansøgning (indsendt). Nanometrologi: MOST; EMMISSION; EMRP ansøgning (indsendt). Side 9 af 12

10 Formidlings- og spredningseffekt: Koordinering med relaterede GTS-aktivitetsforslag DFM deltager som partner i ansøgningen Dokumentation af mikro- og nano strukturerede produkter, som indsendes af FORCE. Der skal udvikles sporbare, hurtige og pålidelige overflademålinger af mikro- og nanostrukturerede overflader og produkternes funktion skal verificeres. Tilpassede replikamaterialer udvikles. DFM etablerer sporbarheden til SI for FORCE s optiske måleinstrumenter. DFM s andel af denne RK ansøgning udgør 240 tkr. / år. Beløbet er ikke medregnet i DFM s egen ansøgning. DFM og Bioneer har indledt samarbejde med KU Farma indenfor bioscience. Samarbejdet gør brug af flere af de måletekniske aktiviteter, som DFM har anbefalet i denne plan. Specifikt vil DFM s målekompetencer indenfor AFM, SPR og Raman spektroskopi blive anvendt. DFM udfører kvantitative målinger på emner (bl.a. celler) fremstillet af Bioneer og KU Farma. Målingerne skal foretages med emnerne i væskeomgivelse. Raman spektroskopi vil blive anvendt til monitering af tilstedeværelse af uønskede materialer i cellekulturer. DFM s og Bioneer s aktiviteter finansieres via deres respektive RK er. Forskningen og udviklingen resulterer i nye nationale normaler, som beskrevet i aktivitetsområde 2 Infrastruktur. Via de afledte kalibreringsydelser bidrages til DFM s omsætning samt til en væsentlig værdiskabelse i samfundet via multiplikatoreffekten. Indenfor ovennævnte forskningsprojekter vil de involverede virksomheder få direkte adgang til den udviklede viden. De nye ydelser/kompetencer, der udvikles i forbindelse med UPW, formidles til brugerne via et seminar/en workshop. Videnformidling vil fokusere på anvendelse og adgang til ydelsen, direkte og afledt fra sekundære leverandører. Der forventes deltagelse af mindst 50 interessenter. Anvendelse af de nye akusto-optiske metoder vil blive synliggjort over for potentielle brugere via seminarer. DFM s aktiviteter indenfor akustooptiske metoder har været genstand for opmærksomhed i Physics Today (juli 2012), og ved konferencen EURONOISE 2012, hvor DFM s medarbejdere er tildelt hædersprisen EAA Best Paper and Presentation Award Et kursus med titlen Introduktionskursus til måling af spektroradiometriske og kolorimetriske størrelser vil blive etableret. Kurset er baseret på DFM s UV og LED aktiviteter. Virksomhederne, der deltager i NanoPlast og PolyNano, får del i den nye viden ved projektmøder, workshops og direkte samarbejde. Viden vil tilgå en bredere kreds af virksomheder gennem ATV SEMAP (Selskabet for Maskinteknisk Proces- og Produktionsteknik), FVM (Foreningen for Værkstedsmetrologi), og Miljøstyrelsens nanonetværk. Forskningsresultaterne bliver publiceret i internationale, censurerede, videnskabelige tidsskrifter, og præsenteret ved internationale konferencer. Forskningen er indgangen til såvel nationalt som internationalt samarbejde og dermed adgang til knowhow og studerende. DFM vil opretholde sin publikationsrate med i gennemsnit 1 publikation og 2 konferenceindlæg (såvel nationale som internationale) per videnskabelig årsværk. En af DFM s medarbejdere har fået tildelt Outstanding Paper Award 2011 indenfor området Precision Measurement for artiklen Diameter measu- Side 10 af 12

11 rements of polystyrene particles with atomic force microscopy, som er publiceret i tidsskriftet Measurement Science and Technologies DFM har i indeværende RK-periode afholdt en række møder med eksisterende og potentielle kunder og/eller projektpartnere med henblik på at opnå information om eksisterende og/eller forventede metrologiske behov samt oplyse om DFM s udbud af metrologisk servicer og forskningsaktiviteter. Disse møder er blevet godt modtaget og vil blive fortsat i den kommende RK-periode. DFM deltager aktivt i danske netværker som PlastNet og BioPeople (begge Innovationsnetværk), samt ATV-SEMAPP. DFM deltager i det internationale netværk euspen, som har fokus på udvikling af produktionsværktøjer med mikro- og nanodimensioner. DFM deltager også i et projekt indenfor Versailles Project on Advanced Materials and Standards (VAMAS). VAMAS er etableret i 1982 af G7- staterne til at støtte handel med højteknologiske produkter gennem internationalt samarbejde mellem de nuværende 15 medlemsstater. Skema for milepæle. Typer er: : kompetenceopbygning; : Ny teknologisk service; : Videnspredning Milepæl år Specifikation Type 2013 Iværksat et ErhvervsPhD-projekt inden for nanometrologi, med fokus på in-situ AFM målinger hos SMV er. Deltagelse i fire nye EU-projekter. Demonstration af koncentrationsmåling ved hjælp af SPR: Koncentration af biotin i vand med en nøjagtighed mol/l. Ny kalibreringsydelse indenfor elektrokemi: Kalibrering af referencesensorer for ledningsevne κ < 50 µs/m, usikkerhed bedre end 1 %. Ny måleydelse indenfor nanometrologi: Måling af materialers brydningsindeks; nøjagtighed på Netværksopbygning og videnspredning: møde med 42 nuværende og/eller potentielle kunder. Informationsudveksling om DFM aktiviteter og virksomhedens behov og potentiale for samarbejdsmuligheder. Publiceret 11 artikler i internationale tidsskrifter og deltaget i 22 konferencer Iværksat et PhD-projekt inden for nanomaterialeegenskaber. Deltagelse i to nye EU-projekter (inklusive fra det forventede EMPIR program) Ny frekvensnormal indenfor fotonik: Baseret på Rubidium-fyldt båndgapsfiber; centerbølgelængde ved 785 nm; relativ usikkerhed på Go / No go for mulig realisering. Ny facilitet indenfor fotonik: Kompakt fiberlaser stabiliseret til gasfyldt båndgapsfiber; levetid >2 år; stabilitet bedre end 5*10-11 Nye referencer indenfor kolorimetri: Sporbare referencer til kolorimetriske målinger. Ny måleopstilling indenfor akustik: Visualisering (tomographi + beam-forming) af lydkilder i et fritfelt; frekvensområdet 1 khz 20 khz; usikkerhed bedre end 3 db. Ny facilitet indenfor fotonik: Måling af laser fasestøj ned til -130 db rad 2 /Hz; frekvensområde 0,1 Hz til 10 khz. Side 11 af 12

12 Milepæl år Specifikation Ny kalibreringsydelse indenfor radiometri: Akkrediteret kalibrering af spektral irradians ned til 250 nm; usikkerhed bedre end 5 %. Ny måleydelse indenfor nanometrologi (hårde overflader): Måling af Young s modulus: 1 GPa til 10 GPa. Konfidensininterval: < 4 GPa. Ny kalibreringsydelse indenfor nanometrologi: Bestemmelse af koncentrationen af materialer (partikler, vesikler, proteiner); nøjagtighed på ca mol/l. Netværksopbygning og videnspredning: Møde med 42 nuværende og/eller potentielle kunder. Informationsudveksling om DFM aktiviteter og virksomhedens behov og potentiale for samarbejdsmuligheder. Seminar/workshop om ultrarent vand: Min. 50 deltagere. Seminar om akusto-optiske metoder: Videnformidling af de mulige anvendelser af resultater fra den nye forskning. Min. 10 deltagere. Publiceret 11 artikler i internationale tidsskrifter og deltaget i 22 konferencer. Type 2015 Iværksat et ErhvervsPhD-projekt inden for elektrokemi, med fokus på måling af ph i bioethanol, i samarbejde med dansk bioethanolfremstilling og en universitetspartner. Deltagelse i to nye EU-projekter (inklusive fra det forventede EMPIR program) Elektrokemi: Evaluering af mulighed for testmetoder baseret på EIS i DFM regi. Go/No-go. Nyt samarbejde indenfor fotonik: Formaliseret optofluidics samarbejdsprojekt med et hospital og/eller point-of-care SMV. Ny måleydelse indenfor nanometrologi: Kvantificeret overfladehomogenitet i lægemiddel formuleringer ved hjælp af AFM; mindst 5 faste forskellige formuleringer. Samarbejde med Bioneer. Nyt instrument indenfor fotonik: Prototype for CO 2 måling; testet i kornsilo. Ny kalibreringsydelse indenfor spektroskopi: Kalibrering af iltceller indeholdende ilt i N 2 (bedre end 1 ppm) Ny kalibreringsydelse indenfor kolorimetri: Bestemmelse af farvekoordinater for lysgivere og overflader (x,y,y) med usikkerheder bedre end 0,3 %. Inklusiv deltagelse i international sammenligning. Ny ydelse indenfor nanometrologi: Udviklet metode til kvantitativ bestemmelse af pulvers mikroskopiske materialeegenskaber og kvaliteten af fremstillingsprocessen af tabletter. Netværksopbygning og videnspredning: møde med 42 nuværende og/eller potentielle kunder. Informationsudveksling om DFM aktiviteter og virksomhedens behov og potentiale for samarbejdsmuligheder. Publiceret 11 artikler i internationale tidsskrifter og deltaget i 22 konferencer. Titel ved præsentation på BedreInnovation.dk Metrologisk Forskning & Udvikling Bl.a. EMRP, EU-FP7, Højteknologifonden, Innovationskonsortier, Forskningsråd, Videnkuponer. Side 12 af 12