Vis dar uždaryta? Drezdeno mokslininkai įvertina, ar pakuotė tikrai sandari

Visi juos žino, visi naudojasi jų savybėmis: pakavimo plėvelėmis! Ar dešra, sūris ar duona: pakavimo plėvelės apsaugo maistą ir ilgiau išlaiko jį šviežią. Prekybos centruose visur esanti pakavimo plėvelė turi atlikti užduotį, kuri iš pradžių atrodo paprasta: ji turi efektyviai apsaugoti maistą nuo atmosferoje esančių dujų, atsakingų už maisto senėjimą. Šios „kenksmingos“ dujos iš esmės yra vandens garai ir deguonis.

Jautraus gaminio apsaugos vadinamąja barjerine medžiaga principas taikomas ne tik maisto pramonėje. Farmacijos sektoriuje gaminami vaistai taip pat turi turėti ilgą galiojimo laiką. O fotovoltinės ar organinių šviesos diodų (OLED) technologinėje srityje galioja principas "Apsaugokite nuo drėgmės!" taikoma, nes pikselių klaidos sumažina saulės elementų energijos išeigą arba tiesiogine prasme užtemdo žiūrėjimo patirtį OLED ekranuose. Nors maisto pakuotės leidžia maždaug 1 g vandens garų praslysti per vieno kvadratinio metro plotą per dieną (specialistai sako „permeta“), OLED gamybos barjerinės plėvelės gali būti pralaidžios tik milijoninei daliai, t.y. 1 - 10 µg H2O. Viso pasaulio mokslininkai kuria filmus su tokiu ultrabarjeriniu efektu.

Tačiau didelis trūkumas iki šiol sulėtino šį vystymąsi: kaip galima patikimai parodyti šį ekstremalų barjero efektą? Ar sukurti filmai tikrai tokie geri, kaip rodo teoriniai samprotavimai? Dar visai neseniai plėvelių ir sluoksnių kūrėjų svajonė buvo turėti paprastą matavimo technologiją, kuri gali patikimai aptikti vos 1–10 µg vandens garų prasiskverbimą per plėvelę.

Drezdeno mokslininkai iš Fraunhoferio medžiagų ir sijų technologijos instituto IWS, glaudžiai bendradarbiaudami su Drezdeno įmone SEMPA Systems, sukūrė matavimo sistemą, kuri paverčia šią svajonę realybe. Raktas į sėkmę buvo lazerio spindulio naudojimas skaičiuojant kelias vandens garų molekules, kurios prasiskverbia. Taip vadinamas mažesnio nei 100 µg vandens garų prasiskverbimo greitis per dieną vienam kvadratiniam metrui plėvelės paviršiaus gali būti nustatytas, jei naudojant lazerio spindulio šviesos barjerą, gali prasiskverbti būtent 1–100 vandens garų molekulių, kurios praėjo per plėvelę. būti patikimai skaičiuojamas tarp 1000 milijardo esančių molekulių. Drezdeno mokslininkai pirmą kartą sugebėjo parodyti, kad jų sukurtas prietaisas pasiekia „10-5 diapazone“, ty < 100 µg, aptikimo jautrumą. Haraldas Beese, suvaidinęs pagrindinį vaidmenį skatinant šią plėtrą ir šiuo metu rašantis daktaro disertaciją šia tema Fraunhoferio institute, didžiuojasi peržengęs šią magišką ribą, tačiau jau žvelgia į ateitį: „Nauja matavimo technologija apjungia daug pranašumų matuojant prasiskverbimo greitį, „Net 10–6 g vandens garų per dieną ir m2 gali būti išmatuojamas artimiausiu metu“. Tačiau iki to laiko pirmuosius 10–5 „HiBarSens“ (High Barrier Sensor) įrenginius rinkoje turėjo pasiūlyti bendradarbiaujanti įmonė SEMPA Systems.

Šaltinis: Dresdenas [IWS]