常壓等離子體在柔性多孔材料表面處理上的應用

柔性多孔材料在當今眾多前沿科學與技術領域發揮著重要作用,其表面改性將進一步賦予其多樣和優異的表面性能,拓展其在功能和智能可穿戴等領域的應用.常壓等離子體表面處理技術由于低溫、低能耗、高效、環保、低成本、不改變材料本體特性、等優勢,在應用環境、樣品材料選擇上展現出良好的適應性,在低熔點柔性材料大面積低成本表面處理方面具有很好的應用前景和研究價值。

低溫等離子體是一種適合于溫度敏感材料的表面處理及微納米結構及器件制備的反應離子技術,是現階段微納米材料和器件產業制程的關鍵技術,占硅基和其他半導體材料加工工藝過程約1/3,包括表面微納米結構的刻蝕、薄膜沉積、元器件的封裝等.自20世紀70年代以來,低溫等離子體技術催生和引領了現代芯片制造業及信息產業的發展,具有對溫度敏感的各類基底材料適用性廣、廢水廢氣排放量小、微納米結構可調性好、制備材料和技術擴展性強、多元技術結合性強等優勢,由于其獨特的高效、低溫、環保、低能耗等技術優勢,在新材料、新能源、環保和生物醫學等方面獲得越來越重要的應用,是納米綠色先進制備技術。

近年來,隨著常壓低溫等離子體穩定放電技術的發展,各類常壓等離子體連續表面微納米功能化改性及薄膜沉積技術研究與應用發展迅速,尤其適合大規模連續化工業生產進程,已達到應用前期水平.常壓等離子體技術處于產業化突破前期,融合物理、材料、能源、環保、醫學和化學等學科前沿技術,將有望在新材料、新能源、環保和生物醫學等領域率先取得突破,形成與現有綠色技術趨勢相吻合的難以替代的先進技術。

常壓等離子體表面處理技術在柔性多孔介質表面處理中的應用

常壓等離子體放電是極具應用價值的材料表面改性技術.它利用非沉積性氣體放電產生的離子、電子、自由基、激發態原子/分子等活性粒子與材料表面相互作用,依據材料表面的物理相態和化學結構的差異,有選擇性地離解材料表面原子/分子鍵,刻蝕改變被處理材料的表面物理形貌,同時在表面引入一些微小的化學基團,改變表面的物理/化學特性;或者通過沉積性氣體的電離、裂解、活性粒子與表面的反應沉積,化學鍵接上其他原子/分子并形成薄膜,改變被處理材料的表面物理/化學性質,并通過沉積薄膜厚度、組分、結構和形貌的控制,賦予被處理材料獨特的功能性.具有獨特的低溫、低能耗、高效、環保、低成本、不改變材料本體特性、易于實現卷對卷制備等優勢,尤其適合低熔點柔性材料的大面積低成本表面處理。

纖維紡織材料大都可以看作柔性多孔材料,具有良好的柔韌性、多孔性、巨大的比表面積、織造結構多變性等特點,是常壓等離子體放電表面改性技術研究應用的最重要領域,對纖維織物親水性、黏結性、染色性的研究已取得顯著的改性和節能減排效果.近年來,常壓等離子體技術結合各種半導體、金屬納米材料結構應用于紡織材料,形成各類新穎結構的柔性功能材料和器件,在新材料、生物醫學、新能源和環保等方面得到越來越廣泛的研究應用。

柔性功能材料和器件是未來智能可穿戴器件的基礎,由于常壓等離子體具有獨特的低溫、低能耗、高效、環保、低成本、不改變材料本體特性、等優勢,尤其適合低熔點柔性材料的大面積低成本表面處理,在柔性功能材料表面處理和器件研究應用方面具有重要價值。