Alt sprøjtet på én gang:Ultratynde belægninger fremstillet ved samtidig sprøjtning af interagerende stoffer

(PhysOrg.com) -- Belægninger funktionaliserer overflader eller beskytter dem mod processer såsom korrosion, slid, og vejrlig, og kan give et æstetisk udseende - bilbelægninger og non-stick stegepander er gode eksempler. Kontaktlinser, implantater, LED'er, eller fotovoltaiske celler kræver ekstremt tynde belægninger.

I journalen Angewandte Chemie , holdene ledet af Gero Decher ved Institut Charles Sadron i Strasbourg (Frankrig) har nu introduceret en ny proces til fremstilling af ultratynde belægninger, der er særlig enkel, alsidig, og velegnet til store processer.

En enkel, men kraftfuld metode til samling af film i nanoskala er den allerede velkendte lag-for-lag-teknik. To gensidigt interagerende arter, for eksempel positivt og negativt ladede polymerer, adsorberes fortløbende fra opløsning, dannelse af hybride tynde film gennem en selvorganiseringsproces. En væsentlig forbedring af denne metode blev introduceret med teknikken med spray-assisteret aflejring, hvor forstøvet tåge af opløsninger indeholdende hvert af de to stoffer sprøjtes på en overflade på en skiftende måde. Dette fremskynder processen og letter opskalering til industrielt niveau.

De fransk-tyske forskere ledet af Decher og Pierre Schaaf ved Centre National de la Recherche Scientifique og Jean-Claude Voegel ved Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale har nu været i stand til at foretage endnu en væsentlig forbedring af denne teknik:I "samtidig sprøjtebelægning af interagerende arter" (SSCIS), de to komplementære komponenter anvendes ikke fortløbende, men sprøjtes samtidigt mod en modtagende overflade. Afhængigt af procesbetingelserne, partnerstofferne danner hurtigt et sammenhængende lag. Tykkelsen af ​​filmen styres ved at ændre sprøjtetiden og kan variere fra nogle få nanometer til nogle få mikrometer. Dette resulterer i meget homogene belægninger, der endda kan have optisk kvalitet.

Et-trins processen er billig, robust, brugervenlig, og utroligt alsidig. I princippet, alle par af stoffer, der interagerer med hinanden, såsom uorganiske ioner med modsat ladning, er velegnede til brug med den samtidige sprøjteproces. Det er således muligt at fremstille film af calciumfluorid (til optiske komponenter) eller aflejringer af calciumphosphat (til brug i biomaterialer).

Interessant nok, den nye teknik fungerer også med par, der ikke producerer intakte lag, når den konventionelle lag-for-lag-proces anvendes. De præsenterede resultater åbner således op for et væld af nye muligheder for at producere overflader med skræddersyede specifikke funktionaliteter, for eksempel til katalyse, at gøre implantater mere biokompatible eller til vævsteknologi.