Tạo lớp màng phủ nano với công nghệ plasma

Xử lý bề mặt vật liệu giúp tăng chất lượng và giá trị sản phẩm, giảm chi phí sản xuất, bảo trì, và tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường. Nhờ đó, công nghệ xử lý bề mặt được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như cơ khí, xây dựng, y tế, môi trường… Hiện nay, các nhà khoa học tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tìm ra phương pháp xử lí bề mặt vật liệu bằng công nghệ plasma lạnh, cho lớp phủ siêu mỏng ở kích thước nano có chất lượng và giá cả tốt hơn so với các công nghệ hiện hữu trên thị trường.
 

Công nghệ màng phủ kích cỡ nano có thể tạo thành lớp màng bảo vệ siêu mỏng với độ dày nhỏ hơn khoảng 500 lần so với chiều dày tóc con người. Đây là loại màng phủ đa tính năng, có thể bảo vệ hầu hết các bề mặt vật liệu. Khái quát xu hướng nghiên cứu và ứng dụng cũng như thông tin liên quan đến một số nghiên cứu về công nghệ này đã được trình bày tại báo cáo “Xu hướng ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lí bề mặt vật liệu, phủ nano nhằm tăng chất lượng và giá trị sản phẩm” (hướng đến vật liệu các ngành dệt nhuộm, xi mạ, gạch men, gỗ, kính cho các nhà cao tầng), do Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ TP.HCM tổ chức vào sáng thứ Sáu ngày 11/09/2015.

Trong buổi báo cáo này, kết quả khảo sát tại CSDL Thomson Innovation của KS. Đặng Như Mơ (Trung tâm Thông tin KH&CN TP.HCM) cho thấy, hiện có gần 4.500 sáng chế đăng ký có liên quan đến ứng dụng plasma trong xử lý bề mặt vật liệu đã được đăng ký bảo hộ. Trong 15 năm trở lại đây, lượng sáng chế về công nghệ này tăng lên đáng kể. Các sáng chế tập trung nhiều vào hướng nghiên cứu phủ vật liệu kim loại; xử lý bề mặt vật liệu kim loại bằng khuếch tán, bằng chuyển hóa hoặc thay thế hóa học; phủ bằng bay hơi trong chân không; bằng mạ phun, bằng cấy ion hoặc bằng kết tủa hóa học hơi nói chung... 
 

TS. Trần Ngọc Đảm – Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM cho biết, hiện nay có nhiều phương pháp xử lý bề mặt như cọ sát cơ học hay phương pháp hóa học như định hình và phosphat hóa hoặc phương pháp vật lý như nhiệt, tĩnh điện, từ trường. Tuy nhiên, các phương pháp này, đặc biệt là phương pháp hóa học rất tốn kém, hiệu suất không cao, gây ô nhiễm môi trường. Do đó, ông cùng các đồng nghiệp đã cùng tìm tòi, nghiên cứu phương pháp xử lý bề mặt rẻ tiền, an toàn, không dùng hóa chất, bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng, đó là công nghệ plasma lạnh. Công nghệ này sử dụng năng lượng điện để tạo ra môi trường ion hóa, làm tăng động năng các hạt electron, ion và các nguyên tử, hướng chúng vào các đối tượng cần xử lý, cắt đứt liên kiết cũ và tạo thành liên kết mới. Theo TS. Trần Ngọc Đảm : "công nghệ plasma tạo ra liên kết ở cấu trúc hóa học nên bền hơn rất nhiều so lớp cấu trúc vật lý”.

Thông tin thêm về công nghệ này, ThS. Thái Văn Phước, Khoa Cơ khí máy, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM cho biết, áp dụng công nghệ plasma lạnh, phòng thí nghiệm của trường đã bước đầu tạo ra lớp bao phủ kích thước nano theo cấu trúc của lá sen, nhờ đó có khả năng chống thấm nước. Các nhà khoa học tại đây cũng tạo ra được những sản phẩm có tính năng ưu việt khác như áo thun, khăn trải bàn kháng khuẩn và chống thấm nước; gỗ lót sàn chống thấm; kính không bám bụi, không ướt; tấm kim loại chống trầy.
 

Ở góc độ người tham dự, ông Thái Vân Anh, đại diện Công ty Gạch Đồng Tâm, rất quan tâm đến công nghệ mới này. Ông cho biết, mặc dù Gạch Đồng Tâm cũng đang ứng dụng công nghệ bao phủ bề mặt cho sản phẩm của mình nhưng công nghệ bao phủ bằng plasma lạnh hứa hẹn  nhiều tiềm năng hơn mà giá lại rẻ hơn. Ông nói: “Nếu chi phí hợp lý, Gạch Đồng Tâm sẽ xem xét sử dụng công nghệ này”. GS.TSKH Vũ Đình Huy, đang tham gia giảng dạy tại khoa Công nghệ Vật liệu (Đại học Bách khoa TP.HCM) cũng đánh giá cao tiềm năng ứng dụng của công nghệ và nỗ lực của các nhà khoa học tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM để đưa khoa học ứng dụng vào đời sống.