Все ще закрито? Дрезденські дослідники вимірюють, чи дійсно упаковка щільна

Всі їх знають, всі користуються їх властивостями: пакувальними плівками! Будь то ковбаса, сир чи хліб: пакувальні плівки захищають продукти та довше зберігають їх свіжими. Пакувальна плівка, яка є повсюдно поширеною в супермаркетах, має виконувати завдання, яке спочатку здається простим: вона повинна ефективно захищати продукти від газів в атмосфері, які є відповідальними за старіння їжі. Ці «шкідливі» гази, по суті, є водяною парою і киснем.

Принцип захисту чутливого продукту так званим бар’єрним матеріалом використовується не тільки в харчовій промисловості. У фармацевтичному секторі також ліки, що виробляються, повинні мати тривалий термін придатності. А в технологічній сфері фотовольтаїки або органічних світлодіодів (OLED) діє принцип «Захист від вологи!» застосовано, оскільки помилки пікселів зменшують вихід енергії сонячних елементів або буквально затьмарюють враження від перегляду на екранах OLED. У той час як харчова упаковка дозволяє приблизно 1 г водяної пари прослизати через плівку площею один квадратний метр щодня (експерти кажуть «проникають»), бар’єрні плівки у виробництві OLED можуть бути проникними лише до мільйонної частини цього, тобто 1 - 10 мкг H2O. Дослідники всього світу працюють над створенням плівки з таким ультрабар’єрним ефектом.

Проте серйозний недолік поки що гальмував цей розвиток: як можна надійно довести цей надзвичайний бар’єрний ефект? Чи дійсно створені фільми настільки хороші, як свідчать теоретичні міркування? Донедавна розробники плівки та плівки мріяли мати просту вимірювальну техніку, яка може надійно довести проникнення всього 1-10 мкг водяної пари через плівку.

Дрезденські дослідники з Інституту технології матеріалів і променів Фраунгофера IWS у тісній співпраці з дрезденською компанією SEMPA Systems розробили вимірювальну систему, яка втілює цю мрію в життя. Ключем до успіху було використання лазерного променя для підрахунку кількох проникнутих молекул водяної пари. Так звану швидкість проникнення менше ніж 100 мкг водяної пари на добу на квадратний метр поверхні плівки можна визначити, якщо світловий бар’єр лазерного променя можна використовувати для надійного підрахунку від 1 до 100 молекул водяної пари серед 1000 мільярда молекул, які пройшли крізь фільм. Дрезденським дослідникам вдалося вперше показати, що розроблений ними пристрій досягає чутливості виявлення в «діапазоні 10-5», тобто < 100 мкг. Гаральд Біз, який був важливий у розвитку цього розвитку і зараз пише свою докторську дисертацію на цю тему в Інституті Фраунгофера, пишається тим, що подолав цей магічний бар'єр, але вже дивиться в майбутнє: «Інноваційна технологія вимірювання поєднує в собі безліч переваг для вимірювання швидкості проникнення, навіть наступний порядок величини 10-6 г водяної пари на добу та м2 може стати виміряним у найближчому майбутньому». Однак до того часу перші 10-5 пристроїв «HiBarSens» (High Barrier Sensor) повинні були запропонувати на ринку співробітнича компанія SEMPA Systems.

Джерело: Дрезден [ IWS ]