O CENTRU
Center za plazmo je bil ustanovljen 27. maja 2019 na Biotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani. Aktivnosti usklajuje vodja centra, doc. dr. Sebastian Dahle, in upravni odbor štirih profesorjev na fakulteti.
Teme, ki jih pokriva center, obravnavajo člani iz celotne fakultete. Dejavnosti nadalje vključujejo sodelovanje znotraj in zunaj univerze.
Vodja centra
Doc. dr. Sebastian Dahle
Tel.: 01 320 36 18
E-pošta:
Plazemska tehnologija je inovativna in okolju prijazna. Plazemske obdelave ponujajo različne možne aplikacije. Glavna področja delovanja Centra so nadaljnji razvoj plazemske tehnologije, razvoj novih aplikacij ter izvajanje skupnih raziskovalnih in razvojnih projektov s partnerji iz industrije in akademskih krogov.
Tematska področja vključujejo med drugim:
- obdelavo površin vseh materialov in kompozitov za nadaljnje postopke obdelave, kot so premazovanje, lepljenje ali izdelava kompozitov,
- aplikacije nanosa plasti in premazov s plazmo na različne površine,
- odstranitev nečistoč s plazmo,
- čiščenje plinov, tj. odstranjevanje onesnažil in inaktivacija alergenov in patogenov,
- priprava uporabljenih plinov v tehnologiji kemijske predelave,
- čiščenje odpadnih vod in podobno,
... in še veliko več.
Center ustvarja skupno osnovo za vse dejavnosti na področju aplikacij plazme na Biotehniški fakulteti.
Dejavnosti Centra za plazmo obsegajo:
- vzpostavitev povezav med raziskovalci, pedagoškimi delavci in strokovnim osebjem znotraj Biotehniške fakultete, med fakultetami Univerze v Ljubljani in z zunanjimi partnerji,
- podpora pri oblikovanju predlogov projektov na nacionalnem, evropskem in globalnem nivoju,
- podpora različnim aplikacijam plazme z infrastrukturo
RAZISKOVALNA OPREMA
I. DIREKTNA OBDELAVA Z DBD PLAZMO
Obdelava površin s plazmo se uporablja v različnih industrijskih panogah. Zlasti ne-termična plazma se lahko uporabljajo za obdelavo vseh vrst materialov, vključno s kovinami, steklom, keramiko, polimeri in bio-materiali. Najpogostejši netermični plazmi pri atmosferskem tlaku sta korona in dielektrična barierna razelektritvena (DBD) plazma. Slednja izkazuje boljšo prilagodljivost, enostavno izvajanje in najširši spekter aplikacij. Slika 1 in slika 2 prikazujeta dva najpogostejša primera običajnih DBD plazm za površinsko obdelavo.
Slika 1 prikazuje razelektritev na kovinski plošči s filamenti, ki nastanejo v zraku pri atmosferskem tlaku. Tako se izvede tipična predhodna pred lepljenjem in podobnim.
Na sliki 2 Razporeditev filamentov ni odvisna od debeline obdelovanca, ker se obdelovanca postavi na plavajoč potencial, na katerega vplivata obe HV elektrodi. Kot je prikazano na sliki, omogoča pristop s plavajočo elektrodo DBD (FE-DBD) postavitev obeh HV elektrod na isto stran obdelovanca. S tem je proces obdelave večinoma neodvisen od debeline obdelovanca. Na sliki je prikazan na primeru lesa.
Slika 1: Direktna dielektrična barierna razelektritvena (DBD) na primeru obdelave kovinske plošče.
Slika 2: Dielektrična barierna razelektritvena s plavajočo elektrodo (FE-DBD) na primeru obdelave lesa.
II. POVRŠINSKA PLAZMA
Aplikacije direktnih razelektritev DBD-ja so omejene ali na kovinske obdelovance ali na obdelovalce majhnih dimenzij. Pri plazmi za površinska razelektritev sta obe HV elektrodi nasprotne polarnosti v eni dielektrični matrici, saj njun položaj v bližini površine matrice omogoča, da se električno polje razteza navzven in vzpostavi plazemsko razelektritev prav na površini elementa. Nadaljnje variante postavitve površinske plazme postavljajo eno ozemljeno elektrodo na vrh matrice ali obe elektrodi na nasprotnih straneh dielektričnega materiala. V bistvu je funkcionalnost enaka za vse opisane variante/možnosti postavitve.
Slika 3 prikazuje primer površinskih plazm, ki jih lahko uporabimo za površinsko obdelavo. Predstavljena manjša naprava je primerna za prehodne študije v laboratoriju. V nasprotju z manjšo napravo na sliki 3 je na sliki 4 prikazana večja naprava, ki je primerna za obdelavo večjih obdelovancev na transportnem traku.
Slika 3: Majhna elektroda z vijolično površinsko plazmo v zraku.
Slika 4: Oprema za obdelave različnih materialov s površinsko plazmo, ki je nameščena nad transportnim trakom.
III. ODDALJENE PLAZME
Plazemsko razelektritev je možno vzpostavitev s posredno lokalno obdelavo substrata. To imenujemo tudi oddaljena plazma, saj se ekscitacija plazme pojavi znotraj orodja, medtem ko reaktivni plazemski plin piha iz naprave skozi odprtino ali šobo na dnu naprave. V tem primeru je obdelava neodvisna od dimenzije obdelovanca, kar omogoča obdelavo profilirane površine znotraj površinskih struktur.
A) DBD JET
DBD razelektritve so primerne za postavitev plazemskega jeta, kot je prikazano na sliki 5. Levo je fotografija ene izvedbe naprave z DBD jet-om, desno je fotografija DBD jet-a med uporabo.
Slika 5: Plazemski jet dielektrične barierne razeletriktve: modelna naprava (levo) in delovanje plazme (desno).
B) JET DRSNEGA LOKADruga možnost za uporabo plazemskega jeta je termična razelektritev, kot je drsni lok. Čeprav je lok termičen, plazemski jet drsnega loka ne vžge površine, celo površin organskih snovi ne. Na sliki 6 sta prikazana curek drsnega loka na CNC pozicionirnem sistemu (levo) in plazmski jet v prezračevani komori, kjer plazma obdeluje leseno podlago (desno).
Slika 6: Plazemski jet drsnega loka za površinske obdelave na CNC pozicionirnem sistemu (levo) in podoben plazemski curek v komori pri obdelavi lesene podlage (desno).