Recubrimiento de superficies por plasma. La Plasmapolimerización

 

 

El recubrimiento de superficies por plasma permite utilizar el plasma para crear una capa ultrafina de recubrimiento sobre otro material (plástico, metal, cerámico, vidrio, etc.) para mejorar permanentemente la superficie haciéndola apta para nuevas aplicaciones, la más común de todas es convertir un material hidrofóbico en hidrofílico o viceversa.

 

La plasmapolimerización (o recubrimiento por plasma) es una técnica es relativamente novedosa en el campo industrial, aunque lleva muchos años trabajándose en investigación.

 

  

¿Qué materiales se pueden recubrir mediante tratamientos por plasma?
 

 

Tecnología de precisión	Textiles	Tecnología médica	Biochips

 

 

¿Cómo funciona el recubrimiento de superficies por plasma?. La Plasmapolimerización
 

 

 

El recubrimiento de superficies mediante tratamiento por plasma requiere que el compuesto que va a formar el recubrimiento se introduzca en la cámara junto con el gas que formará el plasma (gas de proceso) y por plasma polimerización se depositarán capas ultrafinas del compuesto en la superficie del sustrato. El recubrimiento se realiza en apenas unos minutos y la capa depositada es tan fina que no modifica el aspecto del producto (color, olor…). Durante la plasma polimerización la sustancia es pulverizada dentro de la cámara de proceso mediante un "gas portador". La sustancia básica mantiene su estructura y es adherida al sustrato mediante uniones físicas producidas por fuerzas de atracción y fuerzas intermoleculares de Van der Waals.

Sin embargo algunas de las propiedades fínales del substrato si se verán alteradas debido al recubrimiento. Las propiedades que aporte la nueva capa depositada dependerán de las distintas condiciones que se hayan utilizado durante el proceso de recubrimiento por plasma.

Así  el compuesto utilizado, la potencia aplicada al generador con la que se haya generado el plasma, el propio gas de proceso, el nivel de flujo con el que se introduce el compuesto en la cámara, la polarización de substratos, así como geometría del reactor (electrodos) entre otros factores.

De cara a determinar si el recubrimiento mediante plasma polimerizacion puede o no tener éxito en nuestro propósito uno de los factores clave es la capacidad para que el film depositado retenga la estructura original del precursor, así como los grupos funcionales buscados.

 

Esta retención de la microestructura no es siempre evidente y supone uno de los retos de la técnica.

 

 

Superficie de algodón sin recubrir		Superficie de algodón con recubrimiento hidrofílico		Superficie de algodón con recubrimiento hidrofóbico

 

 

¿Qué compuestos se pueden emplear para el recubrimiento de superficies por plasma?

• Recubrimientos de PTFE. Casi cualquier tipo de material puede sellarse con una capa de un material tipo PTFE añadiendo tetrafluoruro de carbono (CF4) o flúor (F2) al proceso de recubrimiento con plasma.

• Capas funcionales. Es posible generar capas con funcionalidad química mediante un recubrimiento con plasma. Por ejemplo, la funcionalización de vidrio con grupos amino a los que se pueden enlazar proteínas.

• Capas de carbono tipo diamante. Mediante un recubrimiento con plasma es posible depositar capas de hidrocarburo altamente reticuladas sobre piezas de trabajo. Estas capas tienen propiedades tipo diamante, como gran dureza, tersura, resistencia química y biocompatibilidad.

 

¿Qué industrias utilizan la plasmapolimerización para recubrir sustratos?

• Fabricación de telas y tejidos. El recubrimiento con plasma puede conferir al algodón propiedades hidrofóbicas y volver las fibras repelentes a la suciedad. El recubrimiento con plasma es una primera etapa esencial en la preparación de hilos para la fabricación de textiles inteligentes.

• Fabricación de biochips mediante recubrimiento con plasma. La deposición de capas funcionales sobre vidrio para la unión química de biomoléculas.

• Cojinetes de fricción. El recubrimiento con plasma de partes móviles con películas de carbono tipo diamante para sistemas sin lubricante.

• Fabricación de tanques de combustible. Las capas protectoras de materiales tipo PTFE generadas por un recubrimiento con plasma hacen que los plásticos se vuelvan impenetrables y resistentes a la corrosión.