Plasma
Cos'è il plasma?
Il plasma è un gas ionizzato, conosciuto come il quarto stato della materia. Costituisce più del 99% dell’universo visibile ed è largamente presente in natura: nebulose, stelle, aurora boreale, fulmini, sono solo alcuni esempi di plasmi presenti nel nostro universo.
E’ possibile passare dallo stato solido allo stato liquido e poi allo stato gassoso fornendo energia. Continuando a fornire energia è possibile ionizzare un gas (strappare quindi gli elettroni dagli atomi che compongono il gas) ed ottenere il plasma, un mezzo ricco di particelle cariche, ioni, elettroni e radicali e per questo particolarmente reattivo, pronto ad interagire con i materiali con cui viene in contatto.
Il Plasma Nadir
Il Plasma Nadir è un plasma freddo a pressione atmosferica che impiega un sistema d’innesco di tipo Dual Frequency, il cui brevetto è stato ormai concesso nei principali paesi mondiali. E’ generato dalla ionizzazione di un gas nobile (argon) applicando un’alta tensione, e viene sostenuto e trasformato in un plasma con caratteristiche “glow”, grazie all’impiego di radiofrequenza a 27MHz. Un doppia barriera dielettrica separa il plasma dagli elettrodi, evitando la loro erosione e la formazione di archi elettrici, risultando quindi freddo e pulito, adatto al trattamento superficiale anche dei materiali più delicati.
Una vasta gamma di precursori chimici può essere introdotta nel plasma per produrre film sottili e rivestimenti funzionali, simulando processi tipici dei plasmi in vuoto, ma col vantaggio di poterli eseguire in aria e svincolati da camere da vuoto. Il Plasma Nadir ha dimensioni contenute ed è flessibile, adatto sia per la ricerca che per le linee di produzione automatizzate.
< 40 °C
Temperatura del plasma alla superficie
> 60 mN/m
Energia superficiale con pochi secondi di trattamento
50 W
Potenza sufficiente per garantire l’efficienza
Quali sono i vantaggi?
Freddo
Il Plasma Nadir è generato in modalità Dual Frequency e alimentato a radiofrequenza. Questa caratteristica lo rende unico nel suo genere, e fa sì che la temperatura delle superfici trattate possa risultare anche inferiore ai 40°C.
Pulito
L’erosione degli elettrodi, causata da buona parte dei plasmi ad arco presenti nel mercato, produce un particolato che contamina le superfici. Il Plasma Nadir è generato con geometria DBD all’interno di un materiale ceramico, risultando pulito e rispettoso delle superfici trattate.
Efficiente
Non producendo un arco elettrico, e lavorando a radiofrequenza, sono sufficienti poche decine di Watt per generare e sostenere un plasma denso e ricco di specie attive
Deposizione
I vantaggi della tecnologia in vuoto Plasma Enanched Chemical Vapor Depostion vengono riprodotti nel Plasma Nadir. E’ possibile ottenere funzionalizzazioni chimiche e nano-coating a Pressione Atmosferica, abbassando tempi e costi tipici dei plasmi in vuoto.
Quali sono le applicazioni?
Biomedicale
Grazie alla tecnologia Dual Frequency, il plasma Nadir è particolarmente indicato per il trattamento superficiale di materiali e dispositivi destinati al settore biomedicale. E’ impiegato per la pulizia e la decontaminazione di superfici ed impianti. Aumenta la bagnabilità dei materiali e favorisce la stesura di liquidi biologici. Nei processi di assemblaggio di dispositivi medicali migliora l’adesione tra materiali, mentre, nei processi di finitura superficiale conferisce proprietà diverse: idrofobiche, idrofiliche, anti-trombogeniche etc.
É impiegato nel settore del Life Science e Tissue Engineering, per migliorare l’interazione dei materiali con le cellule staminali, mentre il suo impiego su liquidi ed hydrogels permette di formare e conservare specie attive di ossigeno e azoto oggi ampiamente studiate.
Manifatturiero
L’estrema flessibilità del plasma Nadir permette il suo agile inserimento in qualsiasi linea produttiva permettendo il trattamento in continuo dei materiali più diversi quali plastica, metallo, pelli, tessuti, vetri e ceramiche.
E’ principalmente impiegato in processi di pulizia e attivazione superficiale permettendo di migliorare la bagnabilità, la sovra-stampabilità e l’adesione con materiali dissimili e colle. Grazie all’impiego di opportuni precursori chimici permette la deposizione di film sottili con funzionalità di tipo “primer” evitando così di impiegare composti chimici a base solvente e migliorando l’adesione anche in processi di stampaggio a iniezione. E’ oggi utilizzato in settori quali: occhialeria, calzaturiero, sport system, elettronica e manifattura additiva.
Restauro e Beni Culturali
L’unica tecnologia al plasma freddo a pressione atmosferica, innovativa e di non contatto, progettata per rispondere alle esigenze del mondo del restauro e dei beni culturali. E’ stata sviluppata nell’ambito del progetto Europeo “PANNA” finanziato dal 7° programma quadro, che ha permesso di validarne l’efficacia come strumento di pulitura superficiale che evita la deposizione non voluta di microparticelle metalliche, osservata durante l’impiego di alcuni plasmi ad arco. Il plasma viene generato a partire dalla ionizzazione di un gas nobile (argon) che può essere addizionato con altri gas reattivi a seconda del processo di interesse.
Mediante l’aggiunta di ossigeno è possibile generare ossigeno atomico, molto utile alla rimozione superficiale di materiale organico. Viceversa l’aggiunta di gas riducenti come l’idrogeno permette di eseguire la riduzione dei metalli e la conversione di strati ossidati.
Ricerca Accademica
Diversi gruppi di ricerca di Università e centri di Ricerca europei hanno scelto di affidarsi alla nostra tecnologia per i loro studi. L’estrema flessibilità del Nadir Plasma Jet lo rende uno dei dispositivi al plasma freddo a pressione atmosferica più indicati per la Ricerca Scientifica. Grazie alla tecnologia proprietaria “Dual Frequency” viene fornito con un doppio generatore (HF + RF) che può essere controllato in potenza e in modalità impulsata. Permette l’introduzione di una vasta gamma di precursori chimici, sia in forma di vapore, sia in forma di aerosol che favorisce la deposizione di rivestimenti funzionali.
Oggi è utilizzato in ambiti di ricerca come l’ingegneria tissutale e le scienze della vita, ma vi sono studi anche in campi quali l’elettronica, la fotonica e la sensoristica. Per un elenco completo delle pubblicazioni fatte grazie all’utilizzo della nostra tecnologia, CONTATTACI.
Prodotti
Dual frequency Plasma Jet
Plasma freddo a pressione atmosferica da banco, facilmente implementabile in linea di produzione e automatizzabile.
Plasma Jet (unità periferica): l’innesco del plasma avviene all’interno dell’unità periferica in una configurazione Double Dielectric Barrier Discharge. Il jet di plasma è mantenuto dalla radiofrequenza con un consumo tra i 10 e i 50W di potenza, ottenendo in tal modo un plasma freddo ma al contempo ricco di specie attive.
Dimensione dello spot ≈ 1cm2, altezza utile di lavoro 2-10 mm. Gas di lavoro: argon 4-10 slm, gas di raffreddamento: aria/azoto 8-20 slm, gas di processo: argon, argon/idrogeno, argon/ossigeno, azoto.
Unità DF3 (unità di controllo): il Plasma Jet è equipaggiato dalla nuova unità di controllo Dual Frequency versione 3. Grazie ad una intuitiva interfaccia, controllare e regolare i parametri di plasma non è mai stato così semplice! Un display touch da 7” guiderà l’utente nell’impostazione e monitoraggio di gas e potenza. Un generatore in alta tensione a 20kHz innesca il plasma, mentre il sostegno del jet avviene grazie ad un generatore in classe E a 27.12 MHz. Completano il dispositivo una porta RS232 seriale di attivazione/controllo, ed una porta ethernet per il controllo remoto del dispositivo, via protocollo VNC o TCP-IP.
