I4BAGS : Ion Implantation for Innovative Interface modifications in Battery and Graphene-enabled Systems

The increasing worldwide demand for more performing communication means and more efficient energy management has promoted technological breakthrough and transversal scientific endeavours fostering research and innovation towards ever more subtle material scaffold in devices and components. This has been claiming new and often more restricting processing specifications towards smoother operating conditions to be tailored and prevent any damage in the different materials and at their respective interfaces. This project aims to demonstrate the versatility of low-energy ion implantation (LEII) protocols as a processing tool to locally modify electronic, electrochemical and electrical properties in different materials and structures and exemplified in two different technologies, planar and vertical graphene on silicon carbide devices and thin film post-Li solid state batteries. The project is therefore to be organised in two materials platforms, depending on the foreseen applications: materials for thin film solid state batteries (TFSSB) and materials for graphene-on-SiC-enabled systems (GRSiC).

Objectives: Planned processing encompasses low-energy ion implantation tailored for targeted application. Broad frequency range characterisation methods from DC to millimetre waves supported by suitable modelling and software contribute to describe electrical properties of materials, structures, interfaces and devices. Generated data are to be collected within open innovation environment and disseminated throughout European Materials Communities.

Potential applications: Expected implementation includes electric transportation, smart metering, power applications and electricity storage solutions. 

Goals:

1. Fabrication, processing, characterisation and modelling of thin films for solid-state batteries.
   - 25% increase of gravimetric capacity of TFSSB with ion implantation of graphitic cathode.
   - 100% increase of battery performance stability upon cycling with ion implantation of interfacial functionalised anode.
2. Materials, characterisation and processing for GRSiC enabled systems.
   - Demonstration of an optimised planar Hall effect structure based on epitaxial graphene on pre-epitaxially-modified semiinsulating bulk SiC with an increased range of thermally-stable current-mode sensitivity in reference to an unmodified one.
   - Demonstration of an optimised vertical PIN-like structure based on epitaxial graphene on pre-epitaxially-modified n-type homoepitaxial SiC.
3. Development of advanced microwave and mm-Wave methodologies for the characterisation and modelling of I4BAGS materials and interfaces.
   - Application and multiphysics modeling of dielectric resonators to monitor thermally-induced resistivity changes in ion-implanted semiinsulating SiC.
   - Microwave to mm-wave electrical characterisation and modelling of ion implanted electrodes.
4. Validation of new characterisation and modelling technologies in relevant environments and development of demonstrators for the dissemination and outreach purposes.
   - Production of software and hardware demonstrators

The project started in September 2022 for a 36-month period of time.

IONICS is in charge of carrying out the ion beam implantation tests based on the orientation results obtained by Materia Nova.
 

If you need more information, please contact Aida NASIRI : info@ionics-group.com.

I4BAGS projects are co-funded by the Service public de Wallonie (SPW) under M-ERA.NET3. The I4Bags project is recognised as an EMMC Related Initiative.

Project Partners:

QWED, L-IMIF (Lukasiewicz – Institute of Microelectronics and Photonics), MATERIA NOVA, and IONICS

Our Public Workshop is announced at: https://emmc.eu/i4bags-public-workshop-may-2024/

WALIBEAM : Industrial Platform for Ion Implantation

Goldpaws: Optimization of goldplating processes on ultra-thin wires

PLAMECO: Innovative Plasma plating on powders and small parts

EDILCO: New environmental friendly cyanide-free silver platings

LAWITECS : Développement des technologies d’ailes laminaires pour réduire la consommation en carburant des avions commerciaux

Dans un contexte de croissance importante du trafic aérien, les avionneurs doivent faire face à de nouveaux défis économiques et environnementaux. Le projet LAWITECS, regroupant des industriels tels que SONACA, ESIX, MICROMEGA DYNAMICS, LASEA et IONICS, propose de développer la technologie Natural Laminar Flow appliquée aux bords d'attaque des ailes afin de réduire la consommation de carburant d'un avion moyen-courrier de type A320 entre 5 et 12% d'ici 2025.

Cette technologie NLF nécessite de revoir le profil actuel de l'aile et de développer de nouveaux concepts géométriques et structurels des pièces structurelles pour assurer une forme précise en vol. Pour atteindre la très haute qualité de surface requise par cette technologie, de nouveaux revêtements seront également développés.

Dans le même temps, des outils numériques et expérimentaux seront développés par les partenaires de recherche et universitaires du projet afin de comprendre la sensibilité de l'écoulement d'air aux défauts de surface et de quantifier la dégradation des propriétés générée par l'environnement.

IONICS est impliqué dans l'étude technique et économique des revêtements choisis. Dans un second temps, l'entreprise aidera Materia Nova à faire évoluer la solution de revêtement PVD pour réaliser le démonstrateur final.

Le projet a débuté en septembre 2019 pour une durée de 48 mois.

Si vous avez besoin de plus d'informations, veuillez contacter Fabian RENAUX : info@ionics-group.com.

Partenaires du projet :
SONACA, ESIX, MICROMEGA DYNAMICS, LASEA, MATERIA NOVA, VKI, CENAERO et IONICS.

Le projet est cofinancé par l'Administration Wallonne de la Recherche et des Technologies, DGO6.

EASYFIX : Solutions antibactériennes pour les dispositifs de fixation temporaire

Le projet Easyfix vise à développer des dispositifs de fixation temporaire antibactériens et antiadhésifs innovants, afin de surmonter les principaux problèmes actuels : la contamination bactérienne et la prolifération des tissus.

Le consortium EASyFIX, coordonné par INTRAUMA, s'intéresse tout particulièrement au développement de dispositifs médicaux dotés de propriétés antibactériennes, car ils pourraient réduire considérablement les infections des dispositifs orthopédiques et traumatiques.

INTRAUMA a un grand intérêt à développer et à commercialiser un portefeuille de produits capables de résoudre ce problème sur des substrats en titane (et ses alliages) et en acier inoxydable. Polytecnico di Torino et IONICS sont des partenaires clés pour le développement d'une technologie de revêtement capable d'optimiser les propriétés des dispositifs, les prix de production et la garantie de l'industrialisation du processus. Les dispositifs revêtus pourront répondre aux principaux besoins des dispositifs de fixation temporaire : la contamination bactérienne et la croissance excessive des tissus par une réduction de l'adhésion bactérienne par rapport aux dispositifs traditionnels non revêtus, une action antibactérienne contre les principaux pathogènes impliqués dans les infections de prothèses (par exemple S. aureus) et une réduction de la croissance excessive des tissus par rapport aux dispositifs standard non revêtus.

Après 2 ans de projet, le système PLAMECO a été adapté avec un grand système de co-pulvérisation de ROBEKO capable de reproduire la recette développée par l'équipe du Polytecnico de Turin. La première pré-série serait produite à la fin du mois de septembre 2020.

Si vous souhaitez plus d'informations, veuillez contacter Fabian RENAUX : info@ionics-group.com.

Partenaires du projet :

INTRAUMA, Polytecnico de Turino et IONICS 

Le projet est cofinancé par l'Administration Wallonne de la Recherche et de la Technique, DGO6. 

SMARTHYCAR : Pansements multifonctionnels intelligents à base d'acide hyaluronique et de carnosine pour le traitement des plaies et la thérapie régénérative

Une approche émergente pour le soin et la thérapie régénérative des plaies chroniques, qui ont une incidence accrue chez les personnes âgées, les diabétiques, les immunodéprimés et les personnes immobilisées, utilise des hydrogels intelligents pour un processus de réparation déclenché dans l'espace et dans le temps. Les pansements à base d'acide hyaluronique (HyA) sont déjà utilisés en toute sécurité, par exemple dans le traitement de l'ulcère du pied diabétique.

Le nouveau pansement multifonctionnel HyA-CAR(GHK)-Cu, déposé via une technologie de plasma atmosphérique spécifiquement conçue et développée, part de HyA conjugué à un dipeptide (carnosine, CAR) et/ou un tripeptide (GHK), présentant des effets inhibiteurs contre la carnosinase ainsi que des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. L'échafaudage est en outre mis en œuvre par l'incorporation de cuivre, qui possède des propriétés angiogéniques et antibactériennes, ainsi qu'une activité de type SOD dans les complexes CAR-Cu et GHK-Cu. Les hydrogels HyA-CAR(GHK)-Cu fourniront une nouvelle activité synergique unique dans la modulation des actions de cicatrisation et de réparation des cicatrices.

Le consortium comprend 2 fabricants qui sont FIDIA (fournisseurs de dispositifs avancés de traitement des plaies) et IONICS, ainsi que 2 universités (ULB et UNICT).

Plus précisément, le rôle de IONICS est de fournir son soutien pour faire évoluer l'équipement de laboratoire conçu par l'équipe ULB-CHANI vers un système pilote capable de réaliser une production de présérie.

Le projet a débuté en janvier 2019 pour une période de 36 mois

Si vous avez besoin de plus d'informations, veuillez contacter Fabian RENAUX : info@ionics-group.com.

Partenaires de projet:

FIDIA, ULB, UNICT et IONICS

Le projet est cofinancé par l'Administration Wallonne de la Recherche et de Technique, DGO6.    

OPDELECTUS : Optimisation des procédés de galvanisation de métaux précieux afin de réduire leur épaisseur sans modifier les propriétés requises

Le projet Opdelectus vise à diminuer les quantités d'or et d'argent électrodéposées sur les connecteurs de sécurité. Plusieurs technologies sont étudiées. Tout d'abord, des systèmes à ultrasons et des alimentations pulsées sont envisagés pour améliorer la résistance mécanique et résistance à la corrosion des couches métalliques. De meilleures propriétés de surface devraient permettre de diminuer l'épaisseur déposée tout en conservant les mêmes performances finales. Notre partenaire MATERIA NOVA supervise cet aspect de l'étude.

Test à l'ammoniac - Photos de dépôts d'or 0.3 μ réalisées sous US (/CD référence à l'isoépaisseur)

Gauche CD et droite CP

En parallèle, IONICS est chargé de mettre en place et d'évaluer un nouvel équipement de dépôt reel to reel (bobines). La capacité de déposer la couche exactement là où nous en avons besoin est une autre manière de réduire la quantité de métal utilisée sur la surface.

Opdelectus promeut également des technologies plus environnementales en étudiant les bains sans cyanure pour le dépôt d'argent comme développé dans le projet Edilco.

Si vous souhaitez plus d'informations, veuillez contacter Fabian RENAUX : info@ionics-group.com.

Partenaires de projet :

MATERIA NOVA et IONICS

Le projet est cofinancé par l'Administration Wallonne de la Recherche et de la Technique, DGO6.