Cómo la cola sigue haciendo tilín después de un año
El recubrimiento de plasma hace que los alimentos duren más
Unos pocos recubrimientos de cuarzo de grosor nanométrico pueden multiplicar la vida útil de los alimentos, permitir imágenes brillantes de televisión OLED o separar gases. Se pueden descuidar en el reciclaje.
Una fuente de plasma acoplada capacitivamente (CCP) para la generación de nanopartículas. Las nanopartículas se incrustan en capas compuestas para las membranas de filtrado con el fin de controlar la selectividad para diferentes gases.
Damian Gorczany
Marc Böke (izquierda) y Peter Awakowicz en el laboratorio
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Diferentes muestras en preparación: a la izquierda una película de PET, en el centro una oblea de silicio sobre la que se ha depositado una capa de dióxido de silicio con nanopartículas incrustadas, y a la derecha una oblea de silicio sin tratar.
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Si se consigue específicamente que los polímeros se formen en los plasmas y se depositen en las superficies circundantes, éstas pueden recubrirse de forma selectiva. Gracias a la llamada deposición química de vapor mejorada por plasma, o PECVD para abreviar, es posible, por ejemplo, aplicar revestimientos extremadamente finos y estancos al gas en el interior de las botellas de PET, que garantizan que el contenido dure más tiempo, o proteger los diodos orgánicos emisores de luz (OLED) de la humedad para que las pantallas de los televisores funcionen durante mucho tiempo. Los equipos de Ingeniería Eléctrica General y Tecnología del Plasma y Física Experimental II de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) han perfeccionado esta técnica. Lo publican en Rubin, la revista científica del RUB.
Hacer que la leche y los medicamentos duren más
El recubrimiento sólo es posible porque los plasmas son fríos y, por lo tanto, no dañan la botella de PET ni otras superficies a recubrir con calor. Sólo los electrones rápidos del plasma están calientes y no dañan las superficies. El revestimiento vítreo del plástico, de sólo 20 a 30 nanómetros de grosor, hace que se escape entre 10 y 100 veces menos gas a través de la botella. Esto prolonga la vida útil de una limonada de cuatro semanas a aproximadamente un año. El método también es interesante para el envasado de leche y otros alimentos, pero también de medicamentos e incluso de componentes microelectrónicos. "Este tipo de revestimiento también es respetuoso con el medio ambiente, ya que la ínfima cantidad de material puede despreciarse simplemente durante el reciclaje", explica el Dr. Marc Böke, de la Cátedra de Física Experimental II.
El oxígeno marca la diferencia
El reto consiste en controlar la formación de las capas. "Las capas no sólo deben ser ultrafinas, sino también absolutamente densas, sin huecos y uniformes", explica Marc Böke. Hay muchas maneras de conseguirlo. Por un lado, depende de la mezcla de gases. El oxígeno atómico es un actor especialmente importante en este caso. También es importante la presión a la que se opera el plasma. Asimismo, la geometría del reactor y la elección de la fuente de energía influyen en lo que ocurre en el plasma y en cómo éste afecta a las superficies circundantes. "En general, son posibles diferentes tamaños de reactores de plasma, hasta las enormes dimensiones necesarias para revestir cristales enteros de edificios de gran altura", afirma el Prof. Dr. Peter Awakowicz.
Hubo que desarrollar técnicas de medición
Los investigadores fueron capaces de ir desgranando y perfeccionando muchos aspectos de los posibles procesos. Por ejemplo, las botellas de PET se limpian y activan antes del recubrimiento, también mediante plasma. Pero aquí también cambia la superficie de la botella, lo que a su vez influye en el recubrimiento posterior. Las mediciones de los flujos de partículas durante la limpieza revelaron lo que ocurre. Si se deja que el proceso se desarrolle de forma óptima, influye considerablemente en el éxito del recubrimiento posterior: "Pudimos aumentar la estanqueidad, que inicialmente era de un factor 100 (según el material del sustrato), a un factor 500 mediante el ajuste correcto de la limpieza previa", dice Peter Awakowicz.
La última aplicación en la que se está trabajando actualmente hace de la necesidad virtud: si realmente se desea que las capas sean lo más densas y libres de defectos posibles, los defectos como los poros más pequeños del revestimiento son casi imposibles de evitar. Permiten a los equipos de investigación utilizar el recubrimiento de plasma para desarrollar membranas filtrantes no hinchables que presentan propiedades desconocidas hasta ahora. Pueden desalar agua o separar gases, como el oxígeno del CO2.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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