Podjęta na początku roku współpraca z Zespołem Molekularnych
i Makromolekularnych Materiałów Elektronicznych (MMEM) zaowocowała realizacją przez studentów zrzeszonych w KNWCh „Allin” projektu badawczego dotyczącego nowoczesnych metod wytwarzania powłok polimerowych.
Celem eksperymentów jest dobór parametrów działania plazmy niskotemperaturowej (mocy plazmy, czasu jej działania, gazu nośnego
i reaktywnego) tak, aby umożliwić wytwarzanie powłok poli(fluorku winylidenu) (PVDF) o grubości w zakresie 10-200 nm na podłożach poli(tereftalanu etylenowego) (PET) oraz poli(naftalanu etylenowego) (PEN). Powłoki PVDF będą nakładane tzw. metodą mokrą, tj. przez nanoszenie PVDF z jego roztworów w dimetyloformamidzie (DMF)
lub dimetyloacetamidzie (DMA). Powłoki będą nanoszone za pomocą oryginalnej metody opracowanej w zespole MMEM polegającej
na przemieszczaniu cieczy po powierzchni podłoża za pomocą wiązki lasera. Wybrany sposób wytwarzania powłok oznacza, że modyfikacja plazmowa PET i PEN powinna w rezultacie zapewnić dobre zwilżanie
tych polimerów w.w. roztworami PVDF. Na poziomie eksperymentalnym oznacza to, że konieczne jest prowadzenie modyfikacji plazmowej tak,
aby obniżyć swobodną energię powierzchni PET i PEN wynoszącą powyżej 35 mN/m2 do poziomu PVDF (ok. 23 mN/m2). Efekt modyfikacji PET i PEN powinien być możliwie trwały w czasie – stanowi to jedno z wyzwań w projekcie.
Z punktu widzenia realizacji projektu kluczowe jest precyzyjne oznaczanie swobodnej energii powierzchni. Komercyjne układy do wyznaczania swobodnej energii przez pomiar kąta lub profilu zwilżania są technicznie nieskomplikowane, lecz drogie. Dlatego w projekcie prócz eksperymentów fizykochemicznych, zaplanowano także budowę autorskiego, innowacyjnego układu do pomiaru profili zwilżania.
Co ważne, zaprojektowane w zespole MMEM urządzenie ma nie tylko dorównywać dokładnością pomiaru urządzeniom komercyjnym, ale pod pewnymi względami je przewyższać. Jedną z cech budowanego aparatu jest możliwość pomiaru dynamicznych profili zwilżania przy jednoczesnym zapewnieniu „dostępu” do powierzchni pod zwilżającą kroplą dla innych metod badawczych: np. dla pomiarów rentgenograficznych. Dlatego projekt urządzenia przewiduje możliwość jego instalacji na eksperymentalnych liniach synchrotronowych.
Wytwarzanie nanometrycznych powłok PVDF umożliwi otrzymywanie nowoczesnych, elastycznych mikroukładów sensorowych
i mikrogeneratorów energii elektrycznej. Dlatego realizacja projektu
ma istotne znaczenie dla rozwoju nowoczesnych źródeł energii i elastycznej elektroniki osobistej. Studentom koła „Allin” realizacja projektu stwarza możliwość zdobycia praktycznego doświadczenia w pracy z metodami modyfikacji plazmowej, pomiarami optycznymi oraz nowych kompetencji w zakresie nanoszenia powłok polimerowych.
Projekt jest finansowany dzięki dotacji przyznanej przez Samorząd Studencki Politechniki Wrocławskiej na dofinansowanie studenckiego projektu badawczego oraz dzięki funduszom projektu pt. „Otrzymywanie filmów elektroaktywnych kompozytów polimerowych metodą wspomaganej laserowo krystalizacji strefowej” (UMO-2017/25/B/ST5/02869).