Alter Sprudel – trotzdem prickelt er noch!

Verschiedene Proben in Vorbereitung: links eine PET-Folie, in der Mitte ein Siliziumwafer, auf den eine Siliziumdioxidschicht mit eingebetteten Nanopartikeln abgeschieden wurde, und rechts ein unbehandelter Siliziumwafer © Damian Gorczany

Wer kennt das nicht: man freut sich noch eine kalte Flasche Sprudel im Kühlschrank zu finden, man öffnet sie und zisch… – selbst der kleine Rest von CO2 entweicht.

Stellen Sie sich jetzt mal vor, das gibt es in Zukunft nicht mehr – wäre doch großartig, oder?
Aber der Reihe nach: Durch Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, kurz PECVD, lassen sich dünnste, gasdichte Beschichtungen auf die Innenseite von PET-Flaschen aufbringen. Diese Beschichtungen sorgen dafür, dass sich der Inhalt länger hält. Aber auch organische Leuchtdioden (OLED) von Fernsehern lassen sich so vor Feuchtigkeit schützen oder Milch und Medikamente länger haltbar machen.

Diese Plasmen sind kalt und können dadurch die Oberflächen wie z.B. die Innenseiten einer PET Flasche nicht angreifen. Die dadurch erzielten Beschichtungen sind nur etwa 20 – 30 nm dick, halten das Gas aber etwa 10-100-mal besser zurück in der Flasche. Kaum etwas kann noch entweichen und alter Sprudel schmeckt noch nach langer Zeit gut. Die Haltbarkeit kann man dadurch von bisher 4 Wochen auf etwa 1 Jahr erhöhen! Aber auch andere Lebensmittel lassen sich dadurch haltbarer gestalten.

Die Schichten müssen ultradünn, absolut dicht, ohne Lücken und gleichmäßig sein. Hierfür gibt es viele Stellschrauben, um diese Anforderungen zu erreichen. Die Größe der dabei eingesetzten Plasmareaktoren ist variabel bis hinauf zu der Möglichkeit, ganze Fensterscheiben durch PECVD zu beschichten.

Aber auch dehnbare Folien für die Lebensmittelindustrie können so mit gasdichten Dünnstschichten überzogen werden und hindern z.B. Weichmacher daran, in die Lebensmittel einzudringen.

Wenn man sich eigentlich wünscht, dass diese Beschichtung möglichst dicht und fehlerfrei von statten geht, um mögliche Poren in der Beschichtung zu vermeiden, funktioniert es aber auch andersherum. Diese Poren ermöglichen es nämlich gerade auch, mittels Plasmabeschichtung nicht-quellende Filtermembrane zu entwickeln, die ganz andere Eigenschaften aufweisen. Diese können Wasser entsalzen und z.B. Gase wie Sauerstoff von CO2 voneinander trennen.

Die Materialforschung bleibt dran und wir von SVP natürlich auch!

Autor: Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quelle: Sonderforschungsbereich am Lehrstuhl Allgemeine Elektrotechnik und Plasmatechnik sowie Experimentelle Physik II der Ruhr-Universität Bochum (RUB); August 2021
Bild: https://news.rub.de/wissenschaft/