Tester de minste ting

NTNU har fått Norges første laboratorium for mekanisk testing av materialer på nanometerskala. Det digreste laben kan håndtere er på størrelse med et hårstrå.

Saken oppdateres.

Norge er stor på eksport av materialer, ikke minst innen aluminium. Det nye nanomekaniske laboratoriet ved NTNU skal avsløre materialenes innerste hemmeligheter, og være til hjelp for å utvikle nye materialer med egenskapene man ønsker seg.

Et kjempeproblem i oljeindustrien er rør som ødelegges av at hydrogen trenger inn i stålet. Klarer man å finne et løsning, er milliarder spart. Betongkonstruksjoner er et annet stort felt der man jakter på bedre materialegenskaper.

Første skritt

- Åpningen av det nanomekaniske laboratoriet er en milepæl. Dette er første skritt i NTNUs nanosatsing. Laboratoriet betyr at norsk industri slipper å dra utenlands for å få testet sine materialer, sier rektor Torbjørn Digernes.

Kontrastene er store på institutt for konstruksjonsteknikk. For 17 år siden innviet man verdens største testrigg for materialer. Kapasiteten var på 10 000 tonn.

I går åpnet laboratoriet som befinner seg i den andre enden av skalaen, her blir materialer testet med en belastning ned til noen få mikronewton. Det minste den amerikanske analysemaskinen kan undersøke har en diameter på 500 molekyler.

Pirker med diamant

Materialprøven som legges inn i analysemaskinen kan være opptil 20 x 20 centimeter stor, men området som undersøkes er mikroskopisk. En spiss diamant festet på en plate med to strømførende plater senkes ned mot materialet. Endringen i spenningen mellom de to platene gjør det mulig å måle nøyaktig hvor dypt diamanten stikker ned i materialet.

Diamanten kan skiftes ut med andre prober. Dette er allerede gjort for å teste bruddstyrken på de mikroskopiske Ugelstad-kulene.

Hardhet, elastisitet, bruddstyrke og materialtretthet er noe av det som kan måles. Materialene som skal testes kan være metaller, polymerer, kompositter, biomateriale, filmer, sementer og til og med trematerialer.

I oktober åpner NTNUs store nanoteknologiske laboratorium, som skal stå ferdig i 2008. Dette er det største løftet som er gjort over universitetets budsjett. Nærmere 150 millioner kroner investeres i laboratorier, og NTNU håper på 100 millioner fra industrien og Forskningsrådet til utstyr.

NTNU blir et av to tyngdepunkt for nanoteknologi i Norge, det andre er MinaLab i Oslo. Årsaken til de høye kostnadene er kravet til ekstremt rene og vibrasjonsfrie laboratorier. Når man opererer på så liten skala, er støvkorn eller en liten rystelse i grunnen svære greier.

Mange jobber

Nano er et område med store forventninger. I dag er 20 000 personer i USA sysselsatt i jobber som involverer nanoteknologi. Fagfolk mener antallet er økt til 15 millioner årsverk innen 2020.

Nanoteknologien brukes på en rekke felter allerede, fra golfkøller til kosmetikk, og fra overflater på solbriller til digitalkameraer.

 

 
På forsiden nå