DEPOSIZIONE DI FILM NANOSTRUTTURATI
I materiali nanostrutturati stanno vivendo oggi una notevole espansione dal punto di vista tecnologico ed industriale. La tecnologia sviluppata in PLUME è in grado di depositare film nanostrutturati con controllo sulla composizione chimica, la morfologia e la porosità sulla nanoscala.
I depositi costituiti da ossidi metallici semiconduttori e metalli trovano molte applicazioni nella scienza dei materiali, nella conversione e stoccaggio di energia, nella catalisi e nella fotocatalisi.
DEPOSIZIONE DI FILM NANOSTRUTTURATI
I materiali nanostrutturati stanno vivendo oggi una notevole espansione dal punto di vista tecnologico ed industriale. La tecnologia sviluppata in PLUME è in grado di depositare film nanostrutturati con controllo sulla composizione chimica, la morfologia e la porosità sulla nanoscala.
I depositi costituiti da ossidi metallici semiconduttori e metalli trovano molte applicazioni nella scienza dei materiali, nella conversione e stoccaggio di energia, nella catalisi e nella fotocatalisi.
DEPOSIZIONE DI FILM SOTTILI E TRATTAMENTO SUPERFICI
I coating promossi dal plasma atmosferico su materiali di varia natura, dal tessile alle pellicole per l’alimentare, la carta e gli accoppiati, permettono di ottenere proprietà specifiche di barriera ai gas, anti-fog, release, antibatterico e di migliorare alcune caratteristiche di superficie come la tingibilità, la stampabilità e l’idrofobicità, senza alterarnele caratteristiche di volume e le proprietà meccaniche.
Il plasma permette di realizzare anche una pulizia a livello micrometrico delle superfici, migliorando così l’adesione di resine e coating convenzionali.
TRATTAMENTI A PLASMA SU OGGETTI TRIDIMENSIONALI
Il plasma viene applicato agli oggetti tridimensionali di diversa natura e dimensione. I trattamenti sono duraturi e i processi veloci. Si impiegano sorgenti a plasma freddo per la modifica di varie proprietà superficiali, senza alterare il colore, la traspirabilità e senza impiego di acqua e solventi. I trattamenti possono essere localizzati o estesi su tutta la superficie.
TRATTAMENTI A PLASMA SU OGGETTI TRIDIMENSIONALI
Il plasma viene applicato agli oggetti tridimensionali di diversa natura e dimensione. I trattamenti sono duraturi e i processi veloci. Si impiegano sorgenti a plasma freddo per la modifica di varie proprietà superficiali, senza alterare il colore, la traspirabilità e senza impiego di acqua e solventi. I trattamenti possono essere localizzati o estesi su tutta la superficie.
A differenza dei plasma caldi (milioni di gradi Kelvin) che costituiscono le stelle, o delle torce a plasma usate nel taglio dei metalli (fino a migliaia di gradi Kelvin), i plasmi che PLUME mette al servizio per la funzionalizzazione superficiale dei materiali sono freddi, con temperature comprese tra i 20 ed i 50 °C.
PLUME mette a disposizione dei suoi clienti questi diversi tipi di plasma freddi, dettati dalle specifiche esigenze:
PLASMI SUPERSONICI
Plasmi freddi a bassa pressione vengono utilizzati per la deposizione di film nanostrutturati che trovano applicazione nel fotovoltaico, la foto-catalisi, lo stoccaggio di energia e la fotonica. La deposizione tramite plasma a jet supersonico è una tecnica attraverso la quale è possibile controllare con accuratezza la purezza chimica e la morfologia del film attraverso la separazione del processo di formazione e deposizione di nanoparticelle e il processo di crescita del film sul substrato
PLASMI ATMOSFERICI
Le tecniche a plasma atmosferico non termico sono ideali per la deposizione di coating su substrati flessibili o rigidi anche termodegradabili e per la loro funzionalizzazione. Il processo a plasma è in grado di variare le proprietà superficiali del materiale senza modificarne le proprietà meccaniche e di volume. Il plasma atmosferico promuove l’adesione di coating e nano-coating grazie alla modifica della tensione superficiale
PLASMI IN VUOTO
Le tecniche a plasma in vuoto non termico possono essere usate sia per la pulizia delle superfici sia per depositare film sottili di varia natura su substrati differenti: materiali piani, tridimensionali e polveri. Il processo a plasma in vuoto permette anche di funzionalizzare la superficie del materiale per modificare la destinazione d’uso dei prodotti
PLASMI SUPERSONICI
Plasmi freddi a bassa pressione vengono utilizzati per la deposizione di film nanostrutturati che trovano applicazione nel fotovoltaico, la foto-catalisi, lo stoccaggio di energia e la fotonica. La deposizione tramite plasma a jet supersonico è una tecnica attraverso la quale è possibile controllare con accuratezza la purezza chimica e la morfologia del film attraverso la separazione del processo di formazione e deposizione di nanoparticelle e il processo di crescita del film sul substrato
PLASMI ATMOSFERICI
Le tecniche a plasma atmosferico non termico sono ideali per la deposizione di coating su substrati flessibili o rigidi anche termodegradabili e per la loro funzionalizzazione. Il processo a plasma è in grado di variare le proprietà superficiali del materiale senza modificarne le proprietà meccaniche e di volume. Il plasma atmosferico promuove l’adesione di coating e nano-coating grazie alla modifica della tensione superficiale
PLASMI IN VUOTO
Le tecniche a plasma in vuoto non termico possono essere usate sia per la pulizia delle superfici sia per depositare film sottili di varia natura su substrati differenti: materiali piani, tridimensionali e polveri. Il processo a plasma in vuoto permette anche di funzionalizzare la superficie del materiale per modificare la destinazione d’uso dei prodotti
COME CERCHIAMO DI IMITARE LA NATURA?
In natura molte proprietà superficiali derivano da particolari conformazioni microscopiche e dalle proprietà chimiche della superficie. Un esempio è quello delle superfici super-idrorepellenti di alcuni particolari tipi di foglie, tra cui la più famosa è la foglia di loto. Le proprietà chimiche del rivestimento ceroso di queste foglie, in sinergia con la loro particolare struttura superficiale, fa sì che una goccia d’acqua, posta sulla loro superficie, assuma una forma praticamente sferica, e sia in grado di rotolare sulla foglia senza bagnarla. In questo caso si parla di superfici super-idrorepellenti.
Osservando al microscopico gli elementi naturali dotati di queste particolari proprietà, su scale di qualche millesimo o centesimo di millimetro, si comprendono i fattori che determinano le proprietà di superficie. Oltre alle proprietà chimiche, anche la struttura geometrica della superficie, a livello microscopico ha un ruolo chiave.
Artificialmente, attraverso l’uso dei processi a plasma, è possibile creare superfici super-idrorepellenti mediante l’applicazione di depositi specifici molto sottili, invisibili (milionesimi di millimetro). Ad esempio, sulle superfici tessili è possibile depositare coating che modificano le proprietà chimiche superficiali e allo stesso tempo la struttura su scala microscopica. Spesso le fibre tessili naturali presentano già naturalmente strutture microscopiche favorevoli, e quindi con il plasma è sufficiente modificare la proprietà chimica, ad esempio depositando o legando molecole idrofobiche sulla sua superficie. Altre superfici, come quelle delle plastiche, sono invece lisce e per cambiarne la bagnabilità è necessario anche operare delle modificazioni della loro rugosità, ad esempio realizzando con il plasma delle incisioni o apportando del materiale strutturato su scala nanometrica e/o micrometrica.
COS’E’ IL PLASMA?
Il plasma è un gas chimicamente reattivo costituito da molecole, atomi e particelle cariche (ioni ed elettroni). Queste cariche promuovono la dissociazione di molecole, favorendo la formazione di nuove specie chimiche. Queste specie interagiscono con la superficie dei substrati trattati, promuovendo il grafting chimico, l’asportazione di specie dalla superficie e la deposizione di rivestimenti.
Dopo che la superficie di un materiale è stata modificata dal plasma, le sue proprietà funzionali cambiano, ma non cambiano le proprietà di volume. La nuova superficie permette anche una diversa destinazione d’uso del materiale di partenza, oppure migliora la sua lavorabilità nel processo produttivo, oppure è caratterizzata da proprietà completamente nuove.
PERCHE’ LE TECNOLOGIE A PLASMA SONO VERDI?
Il plasma è un gas, quindi i processi a plasma non impiegano acqua nè solventi organici.
L’energia impiegata per la realizzazione dei processi è ridotta così come i costi dei materiali da apporto, poiché i depositi a plasma hanno spessori sotto i micrometri, molto inferiori a quelli convenzionali.
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