Ultra tynd, gastætte belægninger til PET-flasker

Hvis polymerer specifikt fremstilles til at dannes og aflejres på overfladerne omkring plasmaet, de kan belægges målrettet. Takket være denne såkaldte plasmaforstærkede kemiske dampaflejring, eller PECVD for kort, det er muligt, for eksempel, at påføre ultratynd, gastætte belægninger på indersiden af ​​PET-flasker, sikre, at indholdet holder længere, eller for at beskytte organiske lysdioder (OLED'er) mod fugt, så tv-skærmene fungerer i lang tid. Holdene fra General Electrical Engineering og Plasma Technology and Experimental Physics II fra Ruhr-Universität Bochum (RUB) har perfektioneret denne teknik. De rapporterer i Rubin, RUB's videnskabsblad.

At få mælk og medicin til at holde længere

Afsætningen er kun mulig, fordi plasmaerne er kolde og dermed ikke beskadiger PET-flasken eller andre overflader, der skal belægges med varme. Kun de hurtige elektroner i plasmaet er varme, og de beskadiger ikke overfladerne. Den glaslignende belægning af plasten, som kun er 20 til 30 nanometer tynd, sikrer, at 10 til 100 gange mindre gas slipper ud gennem flasken. Dette forlænger holdbarheden af ​​en sodavand fra de foregående fire uger til omkring et år. Metoden er også af interesse til emballering af mælk og andre fødevarer, samt medicin og endda mikroelektroniske komponenter. "Denne type belægning er også miljøvenlig, fordi den lille mængde materiale simpelthen kan forsømmes under genbrug, " forklarer Dr. Marc Böke fra afdelingen Experimental Physics II på RUB.

Oxygen tipper vægten

Udfordringen ligger i at kontrollere dannelsen af ​​lagene. "Lagene skal ikke kun være ultratynde, men også absolut tæt, mellemrumsfri og ensartet, " forklarer Marc Böke. Justeringsskruerne til dette er mangfoldige. For det første, det afhænger af gasblandingen. Atomic Oxygen er en særlig vigtig spiller. Det tryk, ved hvilket plasmaet drives, er også signifikant. Tilsvarende reaktorens geometri og valget af energikilde har indflydelse på, hvad der sker i plasmaet, og hvordan det påvirker de omgivende overflader. For eksempel, et passende plasma kan antændes af mikrobølger, men også ved induktivt eller kapacitivt koblet radiofrekvens. "Generelt, forskellige størrelser af plasmareaktorer er mulige, op til de enorme dimensioner, der er nødvendige for at belægge hele vinduesruder til højhuse, " siger professor Peter Awakowicz, indehaver af stolen for Elektroteknik og Plasmateknologi.

Måleteknikker skulle udvikles

Forskerne har efterhånden været i stand til at gennemskue og perfektionere mange aspekter af de mulige processer. For eksempel, PET-flasker renses og aktiveres før coating, også ved hjælp af plasma. Men her, også, flaskens overflade ændrer sig, hvilket igen påvirker den efterfølgende belægning. Målinger af partikelstrømmene under rensning afslørede, hvad der sker i processen. Hvis alle disse aspekter tages i betragtning under rengøringen og processen køres optimalt, dette har en betydelig indflydelse på succesen af ​​den efterfølgende belægning:"Vi var i stand til at øge impermeabiliteten, som oprindeligt var en faktor på 100 (afhængigt af substratmaterialet), til en faktor på 500 gennem den korrekte indstilling af den forrige rengøring, " siger Peter Awakowicz.

Den seneste ansøgning, som der arbejdes på i øjeblikket, gør en dyd ud af nødvendigheden:Hvis man rent faktisk ønsker lag, der er så tætte og fejlfrie som muligt, defekter såsom bittesmå porer i belægningen er næsten umulige at undgå. De giver forskerholdene mulighed for at bruge plasmabelægning til at udvikle ikke-kvældende filtermembraner, der udviser hidtil ukendte egenskaber. De kan afsalte vand eller adskille gasser fra hinanden, såsom ilt fra CO ₂ .