Amerikaans bedrijf lanceert platform dat materialen ontdekt én meteen bouwt

Nieuwe materialen ontwikkelen kost normaal jaren. Onderzoekers bedenken eerst met computermodellen welke combinatie van atomen interessante eigenschappen zou kunnen hebben. Daarna moet dat materiaal in een laboratorium daadwerkelijk gemaakt worden, getest worden en geschikt gemaakt worden voor productie op grote schaal. Die stappen gebeuren meestal in aparte laboratoria, met aparte apparatuur en aparte teams. Dat maakt het proces traag en foutgevoelig, zeker nu AI-ontworpen materialen steeds vaker voorspellingen doen die niemand nog heeft getest.

Van computeridee naar fysiek materiaal in één machine

ATLANT 3D wil die knip tussen ontwerp en productie opheffen met NANOFABRICATOR PRO. Het platform combineert vier stappen in één systeem: AI-gestuurd ontwerp, fabricage op atomair niveau, validatie van de uitkomst en het bouwen van een eerste prototype van een chip of ander onderdeel. Daardoor kan een onderzoeker in principe binnen één opstelling zien of een door AI voorgestelde materiaalstructuur ook echt werkt, zonder dat het materiaal tussentijds naar een ander lab hoeft.

De basis van het systeem is een techniek die het bedrijf Direct Atomic Layer Processing (DALP) noemt. Dat is een vorm van atomaire laagafzetting, waarbij materiaal laagje voor laagje wordt opgebouwd, met een dikte van soms maar één atoom. Zo kunnen onderzoekers extreem nauwkeurig bepalen uit welke stof en structuur een nieuw materiaal precies bestaat.

Gericht op chips en kwantumtechnologie

NANOFABRICATOR PRO moet vooral nuttig zijn voor de halfgeleiderindustrie: de sector die computerchips maakt. Het platform is geschikt voor toepassingen als geavanceerde chipverpakking, waarbij meerdere chip-onderdelen tot één werkend geheel worden samengevoegd, en voor kwantumtechnologie, waarin materialen vaak extreem zuiver en precies opgebouwd moeten zijn. Het systeem voldoet aan de normen van SEMI, de internationale brancheorganisatie voor apparatuur in de halfgeleiderindustrie. Dat betekent dat het platform aansluit op bestaande productielijnen van chipfabrikanten.

Het platform wordt in de Verenigde Staten gebouwd door het bedrijf Automated Industrial Robotics (AIR). Die samenwerking moet ATLANT 3D helpen om het systeem op grotere schaal te produceren en past bij de uitbreidingsplannen van het bedrijf in de VS.

Op weg naar een zelfsturend laboratorium

ATLANT 3D wil de volgende versies van het platform nog verder automatiseren. Het bedrijf werkt aan zogeheten zelfsturende laboratoriumfuncties, waarbij het systeem zelf metingen uitvoert en nieuwe materialen test zonder voortdurend menselijk ingrijpen. Daarvoor moet onder meer geïntegreerde metrologie worden toegevoegd: meetapparatuur die continu in de gaten houdt of het gebouwde materiaal aan de specificaties voldoet. Het bedrijf zoekt nu naar partners in de technologiesector om deze plannen verder uit te bouwen.