Tecnologia
al plasma
Il plasma, il quarto stato della materia.
Il plasma è un gas ionizzato, spesso definito il quarto stato della materia. Può presentarsi in natura (per esempio nei fulmini) oppure essere generato fornendo energia a un gas attraverso un campo elettromagnetico controllato. È costituito da specie altamente reattive come ioni, elettroni e radicali, che creano un ambiente attivo per le interazioni chimiche e fisiche. Queste specie interagiscono soprattutto con gli strati atomici più esterni di un materiale e permettono una modifica superficiale precisa preservandone le proprietà di massa.
Nella scienza dei materiali il plasma si usa per modellare le caratteristiche della superficie regolando i parametri di processo, con il controllo di proprietà come bagnabilità, adesione, stampabilità, affinità ai rivestimenti e biocompatibilità.
Fornendo energia a un solido questo diventa liquido, con ulteriore energia si trasforma in gas e, con energia ancora maggiore, passa allo stato di plasma. Per generarlo, un volume controllato di gas viene inserito in una camera e l’energia è fornita da un campo elettromagnetico oscillante, la cui frequenza varia in base all’applicazione e può andare dai kHz ai MHz fino ai GHz.
Che cos’è il plasma?
Il plasma è un gas parzialmente ionizzato che esiste anche in natura — nei fulmini, per esempio — ed è spesso definito il “quarto stato della materia”: fornendo energia a un solido questo diventa liquido, con ulteriore energia si trasforma in gas e, con energia ancora maggiore, passa allo stato di plasma.
Per generarlo, un volume controllato di gas viene inserito in una camera e l’energia è fornita attraverso un campo elettromagnetico oscillante, la cui frequenza varia in base all’applicazione e può andare dai kHz ai MHz fino ai GHz.
Solido
Liquido
Gas
Plasma
Energia
Che cosa succede ai materiali esposti al plasma?
Etching, trattamento e deposizione: tre classi di processo per personalizzare qualsiasi superficie.
Quando un materiale viene esposto al plasma, le specie reattive in fase gassosa (atomi, radicali, ioni) interagiscono con la sua superficie e creano interfacce stabili. Tra le specie del plasma e il substrato si formano legami covalenti, che permettono di personalizzare finemente le proprietà superficiali preservando il materiale sottostante.
In base a come il plasma interagisce con i materiali si distinguono tre principali classi di processo.
Etching
La rimozione di materiale attraverso la formazione di prodotti volatili dopo l’interazione con le specie del plasma. È ampiamente impiegata in microelettronica per la fabbricazione di circuiti integrati ad alta risoluzione, grazie all’attacco chimico anisotropo sul silicio. L’etching al plasma è anche alla base delle tecnologie di pulizia e sterilizzazione.
Trattamento
L’innesto di nuove funzionalità chimiche sulla superficie di un materiale, con aggiunta o sottrazione di massa trascurabile e senza alterarne la struttura interna. I trattamenti al plasma sono comunemente usati per conferire nuove proprietà superficiali a polimeri, carta, tessuti e altro ancora: trasformano superfici idrofobe in idrofile (e viceversa), migliorano stampabilità, tintura e metallizzazione e permettono di controllare la bagnabilità.
PE-CVD
La Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition deposita rivestimenti sottili (5–1000 nm) organici o inorganici ed è la classe più ampia di processi al plasma. Permette di personalizzare le superfici con rivestimenti che vanno dal tipo teflon al tipo silice, dal superidrofobo all’idrofilo. La stabilità dell’interfaccia rivestimento–materiale può essere ottimizzata per applicazioni come la protezione dalla corrosione e la funzionalizzazione di polimeri biomedicali.
Soluzioni al plasma
dal laboratorio alla linea
Ricerca
Il team di Ricerca e Sviluppo di Plasmapps studia e ottimizza soluzioni industriali basate sulla tecnologia del plasma freddo.
Progettazione
Il team di Progettazione di Plasmapps progetta e costruisce reattori non standard.
Produzione
L’area Produzione di Plasmapps è il reparto che si occupa di erogare il servizio ai clienti.
