O PROJEKTU
Šifra projekta: J2-1728
Trajanje projekta: 1. julij 2019 – 30. junij 2022
Vsebina projekta:
Plazemska aktivacija polimernih materialov je v zadnjem desetletju pritegnila ogromno pozornosti znanstvene sfere. Običajno se plazma kisika uporablja za funkcionalizacijo površine polimera s polarnimi funkcionalnimi skupinami kot so hidroksilna, karbonilna, peroksi, estrska, karboksilna in karbonatna. Za ugotavljanje vrste in koncentracije različnih funkcionalnih skupin na površini polimerov je na voljo veliko eksperimentalnih tehnik, vendar se največkrat uporablja rentgenska fotoelektronska mikroskopija (XPS). Običajno je polimer, ki je bil obdelan s plinsko plazmo pri določenih pogojih, izpostavljen zraku in nato analiziran z metodo XPS, ki deluje v področju ultra visokega vakuma (UVV). Funkcionalizacija površine je tako posledica sinergističnih učinkov različnih vrst plazemskih radikalov kot tudi naknadnih reakcij do katerih pride po izpostavitvi vzorca atmosferskemu tlaku med prenosom vzorca iz nizkotlačnega plazemskega sistema v UVV sistem namenjen površinskim analizam. Vsaka izpostavljenost funkcionaliziranega polimera nekontroliranemu okolju lahko povzroči dodatne, pogosto nepredvidljive površinske spremembe. Temu se lahko izognemo na osnovi in-situ obdelave površine polimera s plazmo brez prekinitve vakuuma tj. v predobdelovalni komori, pritrjeni na instrument za karakterizacijo površine. Kljub prizadevanjem številnih raziskovalnih skupin so začetne stopnje formiranja površinskih funkcionalnih skupin še vedno nejasne in verjetno odvisne od posebne konfiguracije plazemskega reaktorja in plazemskih parametrov.
V okviru našega projekta se bodo zato izvajali poskusi začetnega razvoja funkcionalnih skupin, takoj po izpostavitvi vzorca polimera plazmi kisika brez prekinitve vakuma. Znanstveni izziv tega projekta je določitev vrste funkcionalnih skupin, ki se na začetku formirajo na površini izbranih polimerov ob njihovi izpostavitvi izbranim reaktivnim plazemskim radikalom (zlasti nevtralnih atomom) in določitev doze reaktivnih plazemskih radikalov, potrebnih za nasičenje površine polimera s specifično funkcionalno skupino.
Uporabljen bo posebej izdelan eksperimentalni sistem, ki je sestavljen iz i) predkomore za plazemsko obdelavo vzorcev (vakuumsko kompatibilno z XPS napravo), ki bo omogočala nastavljivo gostoto omenjenih vrst plazemskih radikalov v območju med 1016 in 1020 m-3, ii) katalitičnih sond, ki lahko merijo gostoto v realnem času in iii) XPS spektrometra z visoko ločljivostjo za površinsko karakterizacijo. Uporabljen eksperimentalni sistem bo tako omogočal, da bodo vsi eksperimenti potekali in-situ. Rezultat bo baza podatkov o funkcionalnih skupinah, formiranih na površini različnih polimerov in potrebna doza plazemskih radikalov (objavljena kot monografija) ter več znanstvenih člankov.
PROJECT PHASES:
The project is divided into several work packages (WP):
WP1: Coordination and project management
WP2: Construction of plasma sources
WP3: Characterization of plasma radicals
WP4: Treatment of polymers and in-situ characterization
WP5: Preparation of a database and writing of monography and scientific papers
PROJECT GROUP:
Project leader: doc. dr. Manja Kurečič (SICRIS)
Participating research organizations and researchers:
University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science
doc. dr. Manja Kurečič (SICRIS)
Jožef Stefan Institute
red. prof. dr. Miran Mozetič (SICRIS)
doc. dr. Janez Kovač (SICRIS)
ELVEZ d.o.o.
dr. Žiga Gosar (SICRIS)
INDUKTO d.o.o.
dipl. ing. Branko Petrič (SICRIS)
Project is funded by Slovenian Research Agency
Slovenian 
English