Het is heel goed mogelijk om de prik in een fles Cola veel langer goed te houden dan nu het geval is. Of een OLED-televisiescherm veel langer te laten meegaan. Je hebt daarvoor maar een paar laagjes gasdichte coating van een nanodikte nodig. Enige probleem tot dusver: hoe krijg je dat voor elkaar. Wetenschappers van de Ruhr Universiteit Bochum (RUB) hebben daar een methode voor uitgevonden.
Als je energie toevoegt aan gassen of gasmengsels, kan een plasma ontstaan. Daarin gaat van alles mis. Atomen veranderen in ionen, vrije elektronen suizen door de ruimte en botsen overal tegenaan, sommige bestanddelen vallen uiteen, andere stoffen vormen zich opnieuw. Afhankelijk van wat je aan het uitgangsmateriaal toevoegt, kun je dus plasma’s gebruiken om grotere verbindingen te maken.
Prof. Dr. Peter Awakowicz heeft met zijn team een methode gevonden waardoor er polymeren worden gevormd en afgezet op de oppervlakken rondom het plasma. Dankzij deze zogenaamde Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, kortweg PECVD, is het mogelijk om bijvoorbeeld uiterst dunne, gasdichte coatings aan te brengen op de binnenkant van PET-flessen. Die zorgt ervoor dat de inhoud langer meegaat. Zo kun je ook organische lichtemitterende diodes (OLED’s) beschermen tegen vocht, zodat de TV-schermen lang blijven werken. Dit en nog veel meer is alleen mogelijk omdat de plasma’s koud zijn en dus geen schade toebrengen aan de PET-fles of andere oppervlakken die met hitte moeten worden gecoat. Alleen de snelle elektronen in het plasma zijn heet, en zij beschadigen de oppervlakken niet.
Milieuvriendelijk
De glasachtige coating die slechts 20 tot 30 nanometer dik is, zorgt ervoor dat er 10 tot 100 keer minder gas ontsnapt door de fles. Dit verlengt de houdbaarheid van een limonade van vier weken tot ongeveer een jaar. De methode is ook interessant voor het verpakken van melk en andere voedingsmiddelen. Maar ook van geneesmiddelen en zelfs micro-elektronische componenten
“Dit type coating is ook milieuvriendelijk, omdat de minieme hoeveelheid materiaal bij recycling gewoon kan worden verwaarloosd”, legt Dr. Marc Böke van de RUB uit. Composietmaterialen van kunststof en aluminium, zoals Tetrapaks, zijn veel moeilijker te recyclen omdat het zeer moeilijk is de componenten te scheiden.
Een andere toepassing van de PECVD-methode kan het coaten van bijvoorbeeld implantaten zijn. Die groeien dan beter in het bot in dan conventionele implantaten. De uitdaging ligt in de beheersing van de vorming van de lagen. “De lagen moeten niet alleen ultradun zijn, maar ook absoluut dicht, zonder spleten en allemaal precies gelijk”, legt Marc Böke uit.
Zuurstof van CO2 scheiden
De laatste toepassing waaraan momenteel wordt gewerkt, is een filtermembraan dat voorheen onbekende eigenschappen vertonen. Deze ultradunne membranen kunnen water ontzouten of gassen van elkaar scheiden, zoals zuurstof van CO2.
“Normaal is het zo dat hoe selectiever een membraan is, hoe lager de transmissie is, wat betekent dat het proces inefficiënter is,” legt Marc Böke uit. “Met de plasmacoating kunnen we de porievorming echter zo sturen dat de selectiviteit niet meer zo sterk ten koste gaat van de transmissie of het rendement.” De onderzoekers kunnen de eigenschappen van het membraan simuleren en op maat maken. Dit maakt het voor bepaalde moleculen gemakkelijker om door het membraan te gaan.
Ook interessant: Voedsel blijft langer vers in een papieren zakje met een innovatieve bio-coating
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
