Nový směr v ochraně před vlhkostí

Je docela možné, že i k ochraně dřevěných podlah před vodou se v budoucnosti bude využívat plazma. Už několik let pracuje vědecký tým v Brně na vývoji a zlepšování vlastností plazmové tužky, zajímavého pomocníka při povrchových úpravách materiálů, mj. i dřeva a kovu. "Plazma, která představuje vedle kapalného, pevného a plynného čtvrté skupenství hmoty, je ionizovaný plyn se specifickými vlastnostmi," vysvětluje Miloš Klíma z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Plazmová tužka je jednoduché zařízení obsahující dutou elektrodu s úzkou kapilárou, které dohromady tvoří plazmovou trysku. Skrz ni proudí plyn, nejčastěji argon nebo argon s příměsí. V trysce se generuje výboj, který aktivuje plyn s příměsí a nastávají chemické reakce. Při přesně definovaných pracovních podmínkách vzniká na povrchu materiálu nanovrstva s vodou odpudivými účinky. Za jiných pracovních podmínek plazmová tužka opravuje defekty nebo sterilizuje povrchy. Dají se s ní například rozřezávat kachličky, lze ji použít i při chirurgických operacích.

Plazmová tužka a její varianty tryskových systémů byly představeny veřejnosti poprvé na veletrhu Fintech 2006 a po té na veletrhu ProFintech 2008, kde sklidily velký ohlas za úspěchy ve výzkumu v oblasti nanotechnologií povrchových úprav (např. nesmáčivost materiálů – ultrahydrofobita apod.). „Výzkum možných aplikací plazmové tužky jsme ve spolupráci našeho mateřského pracoviště Ústavu fyzikální elektroniky PřF Masarykovy univerzity s Lesnickou a dřevařskou fakultou MZLU v Brně a s Fakultou strojního inženýrství VUT v Brně za poslední rok výrazněji rozšířili na materiály jako je dřevo a kov. Tyto nové poznatky jsme prezentovali na podzimním veletrhu Wood-Tec v Brně,“ říká Miloš Klíma.

Plazmovou tužku, jako nový zdroj vysoce účinného plazmatu pro chemické a fyzikální reakce na povrchu těchto materiálů, je možné použít např. pro předúpravu povrchu před dalšími technologickými kroky jako lakování apod. Předběžné testy ukazují na možnost výrazného zvýšení kvality povrchové úpravy u finálního výrobku. Pro materiál ze dřeva to např. znamená, že kvalitní polyuretanový lak nanesený na takto opracovaný povrch je výrazně homogennější, vytváří jemnější strukturu a i na dotyk je mnohem příjemnější („plnější“). Výrobek s takovouto finální úpravou bude zvláště pro náročné spotřebitele kladoucí důraz na kvalitu a vysokou estetickou hodnotu výrobku doslova lahůdkou. Pro materiál z kovu, např. ocelový plech s povlakem hliníku, je možné dosáhnout po plazmové úpravě těsně před nástřikem nátěrové hmoty zvýšení kvality adheze laku k podkladu, a to v některých případech až stonásobně. Testy ukazují, že takto upravený plech lze tvarovat i s lakovou vrstvou bez poškození laku. To může přinést revoluční změny do procesů tváření plechů u strojírenských výrobků.

Na veletrhu ProFintech 2008 byly k vidění nesmáčivé povrchové úpravy různých druhů materiálů (dřevo, textil, sklo atd.). V těchto případech se ultrahydrofobní efekt dosahuje nanesením z plazmatu tenké nanostrukturní vrstvy na povrch materiálu. Tyto vrstvy však bylo možné relativně snadno mechanicky poškodit, setřít, což snižovalo možnost jejich průmyslového využití. V současnosti se již daří nacházet vhodnější technologické postupy, jak postupně navyšovat mechanickou odolnost těchto vrstev. Rovněž i návrhy na výrobky hraček nebo upomínkových předmětů ze dřeva s ultrahydrofobní úpravou, jako např. „bludiště pro kapky“, dostaly přesnější formu a jsou již blíže jejich možné výrobě. Na Wood-Tecu vědci představili prototyp bludiště, v němž jsou místo kovových kuliček kapky vody, které se na plazmou upraveném podkladu pohybují jako kapky rtuti. “Hledáme tady výrobce, který by o tento prototyp měl zájem. Bludiště je zakryté ochranným plastem, a voděodolná úprava bludiště je tak trvalá,” říká Miloš Klíma. Skutečně zainteresovaného případného výrobce, který by to myslel vážně,  však výzkumný tým doposud nenašel.

V současnosti se v Brně připravuje vybudování velkého výzkumného centra v rámci projektů VaVPI (investice řádově 500 mil. Kč), které se bude koncepčně dlouhodobě věnovat výzkumu a vývoji mj. i v této oblasti pro průmysl (s podporou průmyslových partnerů).