Электронно-лучевая технология может использоваться для надежной обработки и функционализации поверхностей. Фраунгоферовскому институту органической электроники, электронно-лучевых и плазменных технологий FEP удалось создать антипригарные покрытия на пластиковых пленках с помощью низкоэнергетических ускоренных электронов без использования дополнительных химических сшивающих агентов.
Противообрастающие покрытия предотвращают оседание нежелательных организмов на поверхностях. Это особенно необходимо в судостроении, но также важно для медицинских устройств и имплантатов. Технология низкоэнергетического электронного пучка (Ebeam) представляет собой многофункциональный инструмент с широким спектром применения, который можно использовать специально для модификации поверхностей. Используя технологию низкоэнергетического электронного луча, поверхности можно либо аккуратно дезинфицировать, либо стерилизовать, материалы можно упрочнять чувствительным к поверхности способом посредством процессов сшивки, или можно эффективно модулировать свойства поверхности, такие как смачиваемость. Инновационные технологии поверхностно-чувствительной функционализации гарантируют сохранение свойств материала, в то же время свойства поверхности могут быть скорректированы. Использование низких ускоряющих напряжений (< 300 килоэлектронвольт, кэВ) в процессах с низкоэнергетическими нетепловыми электронными пучками гарантирует очень хорошую совместимость материалов и устойчивую сохранность материалов.
Что конкретно можно сделать?
Ник Гюртлер, докторант в области медицинских и биотехнологических приложений Фраунгоферского FEP, подробно объясняет: «Функционализация поверхности с помощью ускоренных электронов происходит быстро и не требует каких-либо вредных для окружающей среды химических веществ. Из-за низкоэнергетических ускоренных электронов химические связи вблизи поверхности могут реструктурироваться, сшиваться, разрываться или образовываться заново. Когда ускоренные электроны ударяются о поверхность, образуются различные реактивные частицы, такие как ионы и радикалы, которые играют важную роль в процессах модификации поверхности. Атмосферные условия окружающей среды во время электронно-лучевого процесса могут индивидуально адаптироваться к материалу и, таким образом, влиять на желаемую степень функционализации. В частности, мы смогли создать стабильную,
Процесс покрытия, поддерживаемый Ebeam Ebeam-Grafting (прививка), дает возможность наделить материалы селективными поверхностными функциями, чтобы можно было достичь биоцидных, биосовместимых или противообрастающих свойств в зависимости от профиля требований. Все параметры процесса нетермического
нанесения покрытия с помощью Ebeam можно индивидуально контролировать и модульно регулировать.
В рамках различных исследовательских проектов на FEP Фраунгофера прививка Ebeam уже успешно зарекомендовала себя как двухэтапный процесс покрытия для придания различным гидрофобным пластиковым поверхностям свойств, препятствующих обрастанию. Клето- и белково-репеллентные свойства поверхности после прививки Ebeam могут быть использованы в качестве отправной точки для разработки новых медицинских устройств или имплантатов в технических отраслях и особенно в области исследования биоматериалов, где необходимо предотвратить неконтролируемое образование биопленки. Эти процессы функционализации Ebeam могут помочь оптимизировать зубные имплантаты, например, в стоматологии.
Технология низкоэнергетического электронного пучка и, следовательно, прививка Ebeam могут быть встроены в линию, т. е. могут быть легко интегрированы в промышленные процессы в соответствии с требованиями заказчика. Например, эта технология также может быть реализована в рулонных системах для модификации больших гибких областей, таких как упаковка. Мисс Др. Улла Кёниг, руководитель отдела медицинских и биотехнологических приложений, резюмирует: «Одним из основных направлений деятельности Fraunhofer FEP является разработка специальных источников и систем низкоэнергетического электронного луча для широкого спектра применений. Основное внимание в работе уделяется технологической разработке индивидуальных системных концепций с учетом требований заказчика».
