Prof. Paweł Majewski z Wydziału Chemii UW oraz Przemysław Puła, doktorant w Szkole Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UW, są w gronie autorów publikacji dotyczącej laserowego wybijania rymu na ultracienkich membranach polimerowych. Praca ukazała się w czasopiśmie „Advanced Materials”.

Polimery wykorzystywane są obecnie m.in. do konstruowania powłok ochronnych, jako materiały pomocnicze w biotechnologii czy w urządzeniach mikroelektronicznych.

Naukowcy z UW we współpracy z grupą fizyków z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu stworzyli ultracienkie membrany poliaminowe oraz poliaminowo-krzemowe siłowników, stosując technikę osadzania zwaną polimeryzacją wspomaganą plazmą. Plazma jest zjonizowanym gazem składającym się z wolnych elektronów i dodatnio naładowanych jonów. W procesie polimeryzacji plazmowej gazowe monomery – cząsteczki tego samego lub kilku różnych związków chemicznych o stosunkowo niedużej masie cząsteczkowej – są wzbudzane przez plazmę. W rezultacie otrzymywane są wysoko usieciowane warstwy, które można osadzać na różnych, dowolnie wybieranych podłożach. Ma to swoje szerokie zastosowanie – od elektroniki po technologię medyczną.

Nietypowa membrana

– Zastosowana przez nas technika ułatwia nanoszenie materiałów na różne powierzchnie, upraszczając konwencjonalny wieloetapowy proces produkcji. Cienki materiał membranowy wykazuje niezwykłą stabilność i wyjątkowe właściwości mechaniczne. Membrana poliaminowa o grubości 50 nm osiągnęła imponujący stosunek rozmiaru bocznego do grubości, wynoszący ponad 40 tys. Gdyby grubość membrany odpowiadała grubości szyby okiennej, jej rozmiar byłby dwukrotnie większy niż długość boiska piłkarskiego – wyjaśnia Przemysław Puła, jeden z autorów artykułu opublikowanego na łamach „Advanced Materials”.

W porównaniu do większości miękkich materiałów, których reakcja na zmiany czynników środowiskowych, takich jak wilgotność i temperatura, jest ograniczona przez powolną dyfuzję i reorganizację molekularną, ruch membrany może być napędzany z prędkością przekraczającą 1000 cykli na sekundę dzięki jej niezwykle małej grubości. Ta technologia może znaleźć zastosowania w bezprzewodowych siłownikach, mikromechanicznym odzyskiwaniu energii z drgań oraz czujnikach o wysokiej częstotliwości próbkowania.