Plazmové technologie dobývají průmysl
Aplikovaný výzkum fyziky plazmatu má na Ústavu fyzikální elektroniky Přírodovědecké fakulty MU více než padesátiletou tradici. Práce zdejších vědeckých týmů již vyústila v několik úspěšných inovací v průmyslu. Od roku 2010 se aplikovaný výzkum významně podpořil díky projektu Regionálního VaV centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy (CEPLANT), financovaného z OP VaVpI. V jeho týmu vedeném prof. Mirko Černákem působí třicet výzkumných pracovníků a techniků a patnáct studentů doktorských programů. Pracoviště své vybrané služby a technologie nabízí k využití komerčním firmám i výzkumným institucím. Jaké služby si lze prostřednictvím Centra pro transfer technologií MU objednat?
Plazmová povrchová úprava
Princip: Plazmová povrchová úprava zejména plochých i flexibilních, případně 3D materiálů.
Hlavní výhody: Zušlechtění povrchu materiálu využitím moderních, ekologicky šetrných a ekonomicky výhodných plazmových technologií, zejména patentově chráněného difúzního koplanárního povrchového bariérového výboje (tzv. DCSBD) nebo plazmových trysek.
Využití: Plazmové čištění a aktivace povrchů (sklo, polymery, textilie, různé fólie, pryž, kovy, dřevo, papír a další organické i anorganické materiály).
Depozice tenkých vrstev
Princip: Na povrchu materiálu je s pomocí plazmatu vytvořena tenká vrstva požadovaných vlastností.
Hlavní výhody: Příprava širokého spektra funkčních tenkých vrstev různými technologiemi.
Využití: Depozice tvrdých a ochranných vrstev, tvorba nanokompozitních materiálů, výzkum a vývoj nových materiálů.
Povrchová a objemová analýza materiálů
Princip: Chemická a fyzikální diagnostika a hloubková analýza povrchů materiálů.
Hlavní výhody: Komplexní porozumění změnám na povrchu opracovaných materiálů či deponovaných tenkých vrstev pomocí špičkových diagnostických přístrojů.
Využití: Studium morfologie povrchů a jejich zobrazování, měření mechanických, chemických a optických vlastností povrchů, fyzikálně-chemická diagnostika (prvkové/molekulární složení, vazebné stavy molekul).
Konstrukce plazmových zdrojů „na klíč“
Tato služba spočívá v následujících krocích:
- Ověření vhodnosti plazmové úpravy na dodaných vzorcích materiálu a analýza změn vyvolaných účinkem plazmatu.
- Otestování vhodnosti a účinnosti plazmové úpravy na dodaných výrobcích, eventuálně provedení porovnávací studie různých typů plazmatu pro daný případ.
- Konstrukce prototypu plazmového zařízení. Pokud první dvě fáze proběhnou úspěšně, sestrojí tým Ústavu prototyp plazmového zařízení. Ten lze poté začlenit do standardní výrobní linky zákazníka a ověřit tak konkrétní přínos aplikace plazmatu v poloprovozních podmínkách. V celém procesu je použito několik patentově chráněných postupů.
Plazma je označováno za čtvrté skupenství hmoty. Jedná se ionizovaný plyn, který splňuje podmínky kvazineutrality a kolektivního chování. Lze si jej představit jako plyn, v němž se vyskytují kromě neutrálních také nabité a excitované částice. Právě díky těmto částicím, které s sebou nesou velké množství energie, dokáže plazma efektivně interagovat s částicemi povrchu různých materiálů. Lze tak docílit požadovaných změn vlastností povrchů na nano-úrovni, aniž by byly negativně ovlivněny vlastnosti materiálu jako celku. Tedy změn okem neviditelných, avšak pro chování exponovaných povrchů zásadních.