
Помимо красоты, плазма газового разряда может весьма широко использоваться в различных отраслях в качестве инструмента модификации, активации, очистки. Одна из традиционных областей применения — это легкая промышленность, где плазма пониженного или атмосферного давления используется для обработки полимерных пленок с целью подготовки её под окраску, лакировку, склеивание изделий и тому подобному. Т.е. по сути цель воздействия плазмы здесь — это увеличение поверхностной энергии материала. Придание же поверхности специфических свойств, например формирование максимального количество определенного типа двойных связей при отсутствии связей другого типа является задачей нетривиальной в следствии высокой химической активности неравновесной газоразрядной плазмы.
В последнее время область применения полимерных материалов существенно расширилась. Кроме традиционного, сравнительно примитивного применения в качестве упаковочных, электроизоляционных, текстильных материалов их, в частности полимеры, используют при изготовлении обменных мембран, волокон. Появилось большое количество полимеров медицинского назначения — к ним предъявляется ряд специфических требований, удовлетворить которые зачастую возможно лишь прививкой на поверхность различных лекарственных препаратов, для чего поверхность должна быть однородно и однотипно активирована. Т.е. возникла идея, озвученная в предыдущем абзаце – придание поверхности специфических свойств.
Ввиду того, что интересы, в том числе и научные, связаны с низкотемпературной плазмой, было прочитано ряд работ, в которых показана возможность применения для модификации полимерных материалов так называемых плазменно-растворных систем. Простейшая система представляет собой металлический и жидкий электроды, между которыми горит газовый разряд, причем модифицируемый материал находится в растворе. В такой системе активность плазмы может сочетаться с направленностью и избирательностью процессов, протекающих в растворе под ее воздействием.
Таким образом, плазменно-растворные системы могут оказаться перспективным направлением развития и совершенствования методов селективного придания полимерным материалам определенных свойств. Для этого была придумана нижеописанная установка:
Установка представляет собой ячейку с раствором, через которую проходит полимерная пленка, протягиваемая электромеханическим приводом.
Поверхность раствора в ячейке сканируется разрядом в обратно поступательном движении с остановками для протяжки пленки. Таким образом, у нас получился двух — координатный станок с чпу.
Прототип был выполнен из приводов двух игрушечных машинок, куска органического стекла и нескольких полупроводниковых приборов. Так как, по-моему с текстом я уже перебрал, то приведу для наглядности видео ролики:
Электрическая часть состоит из платы с микроконтроллером AVR ATmega8 и двух драйверов двигателей L293d и l298N.
В процессе работы от разряда, раствор в ячейке грелся и пришлось дополнительно изготовить ячейку большего объема. Для обмена жидкостями между ними применили два насоса омывателя автомобиля ваз.
Дальнейшая работа усложнилась в связи с отсутствием органов управления, так как каждый раз перепрошивать микроконтроллер уже изрядно надоело. В итоге переделалась почти вся установка: поместили все в отдельный корпус, заменил мк на мегу16 добавил LCD и несколько кнопок — получился пульт, для управления скоростями и расстояниями:
На этом, установку оставили в покое, было поставлено много экспериментов, выявлены оптимальные режимы работы, для разных растворов и вкладываемой в разряд мощности. На всех роликах в качестве рабочего раствора используется обыкновенная дистиллированная вода. Эксперименты проводились с разными растворами, о результатах по объективным причинам пока сказать не могу. На установку был получен патент.
Спасибо за внимание!