PŘEČTETE ZA 8 MINUT
Povrchovou úpravu najdete téměř na každé věci kolem sebe
Zušlechťování materiálu, kdy nanášíte tenkou vrstvu jednoho materiálu na jiný, využívá řada průmyslových oborů. Typicky se provádí pro zvýšení tvrdosti a odolnosti, zlepšení vodivosti či skluznosti nebo dosažení specifických optických vlastností.
„Je to v podstatě běžně známý proces a velmi rozšířený obor, aniž by to veřejnost věděla. Já sám jsem byl velmi překvapen, když jsem se o technologie tenkých vrstev začal zajímat, jaká je šíře využití naší technologie v reálné praxi,“ říká Tomáš Polák, jeden z majitelů a CEO firmy Noivion Coating.
Například čočky brýlí jsou pokryty tenkou antireflexní vrstvou, díky které se od nich odráží menší množství světla. Snižuje se tak oslnění a zlepšuje průhlednost. Téměř v každé elektronice chrání nějaká nanovrstva komponenty a optimalizuje jejich vlastnosti nebo vůbec umožňuje jich samotné fungování. Na povrch solárních článků se často nanášejí vrstvy zvyšující jejich efektivitu, na řezné nástroje zase materiály, které zvýší pevnost a zároveň kluznost.
Proč je Noivion jiný
V Noivionu vyvinuli zcela novou metodu nanášení tenkých vrstev: ionizovanou elektronovou depozici (IJD). Funguje tak, že materiál, který je určený k povlaku, odstřelujete elektrickými pulzy velmi vysokého napětí. Tyto pulsy materiál odprašují a v proudu plazmatu jej v hlubokém vakuu řízeně přenášejí v podobě drobných částic až na povrch cílového objektu. Tam se částice díky získané velké energii přichytí a natrvalo se stanou součástí atomové struktury povrchu. Nikdy se nezačnou loupat.
Patentovaný IJD princip je šetrný k životnímu prostředí a energeticky nenáročný. Umožňuje aplikovat vrstvy i na citlivé materiály, protože díky nízké teplotě nehrozí, že se nanášená látka nebo cílový objekt znehodnotí. Vyznačuje se také vysokou přesností. „Oblak plazmatu, který vznikne, usměrňujeme tak, aby se šířil kontrolovaně. Ve stálém objemu se dostane k cílovému objektu a díky tomu je vrstva na všech místech rovnoměrná,“ vysvětluje Chief Scientist Noivionu Petr Nozar.
Technologie startupu Novion, která pracuje na principu IJD (foto: SIC)
Metoda IJD je také velmi škálovatelná. Oproti konkurenčním metodám navíc umožňuje řídit více parametrů depozice (nanášení materiálu) a optimalizovat tak celý proces. Díky tomu se rozšiřuje škála využití a IJD tak může oslovit podstatně širší klientelu.
Z Itálie do Čech s ambiciózním cílem
Prapůvod společnosti Noivion najdeme v Itálii. Šlo o vedlejší projekt k akademickým a výzkumným aktivitám jejích zakladatelů. Její široký potenciál objevil až Jan Plecháček, který se zabývá vysokoteplotními supravodiči. „IJD mě nadchla primárně jako vhodná metoda pro tenké supravodivé vrstvy. Pak jsem začal zjišťovat, jaký další potenciál se tam skrývá, a jen jsem kroutil hlavou, jaké nabízí možnosti. Začalo to medicínou, pak jsme se dozvěděli, že to může nahradit galvanizaci a spoustu dalších věcí. Takže jsme viděli, že potenciál tam je opravdu velký,“ vysvětluje co-founder a jednatel Noivionu Jan Plecháček.
Jan Plecháček se rozhodl firmu převzít a přesunout do České republiky. Zapojil zkušeného manažera Tomáše Poláka a společně s dalšími partnery italskou společnost Noivion odkoupili. Spolu s Petrem Nozarem se pustili do vývoje a výroby nových strojů nejen pro laboratorní, ale především pro průmyslové využití. Někteří italští zakladatelé zůstali součástí týmu a firma nadále spolupracuje s italskými laboratořemi.
Bez zajištěného financování by však takový technologický skok nebyl možný. To se s ohledem na výjimečnost technologie a její potenciál podařilo zajistit a v roce 2023 získala společnost strategického investora, skupinu mib:GROUP, která má těžiště aktivit svých společností v oblasti IT.
Prototypy, které přináší revoluci do mnoha oblastí
Díky finanční podpoře z programu INOvuj pak vznikl tzv. mimozemšťan – prototyp laboratorního depozičního zařízení, které pracuje na principu IJD – a následně celá řada těchto zařízení, která se používají ve výzkumné, akademické a medicínské sféře.
Prototyp laboratorního depozičního zařízení (tzv. mimozemšťan), který startup Noivion vyvinul s přispěním SICu (fotogalerie: SIC)
Právě v oblasti medicíny se Noivion postaral o skutečný průlom. Jeho metoda jako jediná dokáže na kloubní náhrady nebo zubní implantáty nanášet přírodně identickou látku hydroxyapatit, která významně podporuje vrůstání kosti do náhrady. Potvrdila to laboratoř italské univerzity Istituto Ortopedico Rizzoli, která se výzkumem biotechnologických inovací dlouhodobě zabývá. Inovativní přístroj Noivion může současně nanášet i nanovrstvu stříbra pro minimalizaci rizika následné infekce – jeho schopnost nanášet více různých materiálů současně zajišťuje další sada IJD „kanonů“.
Momentálně v Noivionu dokončili prototyp industriálního stroje, čímž ověřili možnost škálování (scale-up) technologie pro průmyslové využití. „Kanony jsou umístěny v pásu nad sebou ve velké vakuové komoře, díky čemuž mohou pokrýt vysoce kvalitní souvislou tenkou vrstvou najednou mnohem větší plochu – konkrétně pás o šířce půl metru. Díky většímu počtu kanonů se zvyšuje výkonnost, produkce i možnosti aplikace na rozměrnější výrobky,“ vysvětluje Petr Nozar. Další přínos technologie podle Chief Scientist Noivionu spočívá v míchání tenkých vrstev z různých materiálů. „Z jedné sady kanonů střílíte jeden typ materiálu, z druhé sady druhý typ a vznikne tak homogenní dvojvrstva. Zároveň můžete měnit rychlost nanášení u jednotlivých kanonů, a tím upravit koncentrační profil vrstvy, kterou nanášíte,“ konstatuje Petr Nozar. Firmy, které tento stroj Noivionu využijí, budou moci ve finále nabízet výrazně inovativnější produkty.
Sada kanonů na industriálním stroji startupu Noivion (foto: SIC)
Noivion, SIC a materiál budoucnosti
Jak už jsme zmínili, velký potenciál vidí Noivion v oblasti supravodičů, které bývají nazývány materiály budoucnosti. Supravodiče přinášejí revoluci v mnoha průmyslových odvětvích, od energetiky přes lékařství po vědecký výzkum. Právě díky nim máme magnetickou rezonanci, můžeme přenášet elektřinu beze ztrát, ukládat energii do setrvačníků a vlaky mohou levitovat a jezdit velkou rychlostí. Tenké vrstvy supravodičů jsou pak klíčovou technologií pro nadcházející masivní využití supravodivých materiálů. Supravodiče hrají též klíčovou roli ve vodíkové fúzi a v budoucnu tak pomohou vyřešit energetickou krizi.
Jednatel startupu Noivion Jan Plecháček ukazuje schopnost supravodičů levitovat nad magnetem. (foto: SIC)
V současnosti vyrábí supravodivé pásky pro supravodivé kabely pouze sedm světových společností Metoda IJD v oblasti nanášení supravodivého materiálu na nosný pásek dosahuje stejných výsledků jako obdobné alternativy (např. laser), ale s výrazně nižšími investičními a provozními náklady. Díky tomu má Noivion slibně nakročeno k tomu, stát se bezkonkurenčním dodavatelem technologie pro výrobu supravodivých kabelů v energetice.
V Noivionu ale neusínají na vavřínech a myslí na neustálý vývoj. Startup dlouhodobě benefituje ze spolupráce s akademickým světem – intenzivně spolupracuje s ČVUT v Praze na společných projektech aplikovaného výzkumu, přičemž studenti a doktorandi v Noivionu přímo působí. „Díky experimentálním prototypům, které jsme vyrobili s přispěním SIC, tak budujeme unikátní know-how, ověřujeme nové konstrukce a vyvíjíme software pro budoucí sériovou výrobu,“ uzavírá Tomáš Polák.
