Journal of Materials Science veröffentlicht Jerrit Wagners Mini-Review über MAPs und AMANDA
Journal of Materials Science veröffentlicht Jerrit Wagners Artikel The evolution of Materials Acceleration Platforms: toward the laboratory of the future with AMANDA
Die Entwicklung komplexer Funktionswerkstoffe stellt ein multikriterielles Optimierungsproblem in einem großen mehrdimensionalen Parameterraum dar. Die Lösung dieses Problems erfordert reproduzierbare, benutzerunabhängige Laborarbeit und eine intelligente Vorauswahl von Experimenten. Die experimentelle Materialwissenschaft ist jedoch ein Bereich, in dem manuelle Routinen immer noch vorherrschen, obwohl in anderen Bereichen wie der Pharmazie oder der Chemie schon seit langem Robotertechnik und Automatisierung eingesetzt werden. Da die Zahl der Veröffentlichungen über Materialbeschleunigungsplattformen (MAPs) stetig zunimmt, überprüfen wir ausgewählte Systeme und ordnen sie in die Phasen eines allgemeinen Materialentwicklungsprozesses ein, um die Entwicklung von MAPs zu untersuchen. Anschließend stellen wir unseren Ansatz zur Laborautomatisierung in der Materialwissenschaft vor. Wir stellen AMANDA (Autonomous Materials and Device Application Platform) vor, eine generische Plattform für die verteilte Materialforschung, die ein selbst entwickeltes Software-Backbone und mehrere MAPs umfasst. Eine von ihnen, LineOne (L1), wurde speziell für die Herstellung und Charakterisierung von lösungsgefertigten Dünnschichtgeräten wie organischen Solarzellen (OSC) entwickelt. Sie ist für die Durchführung präziser Closed-Loop-Screenings von bis zu 272 Bauelementvariationen pro Tag ausgelegt und ermöglicht eine weitere Hochskalierung. Jede einzelne Solarzelle wird vollständig charakterisiert, und alle Prozessschritte werden umfassend dokumentiert. Wir wollen die Fähigkeiten von AMANDA L1 mit OSCs auf der Basis von PM6:Y6 mit einem Wirkungsgrad von 13,7 % bei der Verarbeitung in Luft demonstrieren. Darüber hinaus erörtern wir die Herausforderungen und Chancen hochautomatisierter Forschungsplattformen und gehen auf die künftige Integration zusätzlicher Techniken, Methoden und Algorithmen ein, um zu vollständig autonomen, selbstoptimierenden Systemen vorzudringen - ein Paradigmenwechsel in der Entwicklung funktionaler Materialien, der zum Labor der Zukunft führt.
Die Veröffentlichung kann beim Journal of Materials Science nachgelesen werden.
Kontakt
Dr. Jens Hauch
Abteilungsleiter Teamleiter "High Throughput Materials and Devices"
Raum 1.12