Kalvopinnoilla

Kalvopinnoilla tarkoitetaan ohuita, usein yhtenäisiä kerroksia, jotka on levitetty tai kasvatettu alustan pintaan. Pinnoitteet voivat olla orgaanisia polymeerejä tai epäorgaanisia oksidi- tai metallikalvoja. Paksuus vaihtelee muutamasta nanometristä useisiin mikrometreihin, riippuen käyttökohteesta. Kalvopinnoitteiden tarkoituksena on muuttaa pintojen ominaisuuksia, kuten kosteudenkestoa, kaasujen läpäisyä, kulutusta, sähkönjohtavuutta sekä optisia tai ulkonäöllisiä karakteristikoita.

Materiaalit ja ominaisuudet. Organiset kalvopinnoitteet tarjoavat usein hyvän muokkauksen tatuoitavissa oleville ominaisuuksille ja kustannustehokkuuden, kun taas epäorgaaniset kalvot kuten SiO2-, Al2O3- tai ZnO-oksidit voivat parantaa kestävyyttä, lämpötilankestoa ja läpäisevyyden hallintaa. Kalvopinnoitteita voidaan yhdistellä kerroksittain monimutkaisiksi pinnoitteiksi, joilla saadaan juuri oikea kokonaisuus.

Deposition- ja levitystavat. Orgaaniset kalvopinnoitteet saavutetaan yleisimmin liuotetyissä ratkaisuissa tai kuuman χωρίς-levityksillä, kuten spin coating, dip coating tai spray coating. Epäorgaaniset ja monipuoliset pinnoitteet syntyvät usein korkeateknisillä tekniikoilla kuten fysikaalisella höyrystyspinnoituksella (PVD), kemiallisella höyrystyspinnoituksella (CVD) sekä atomikerroksen pinnoituksella (ALD). Valinta riippuu halutusta paksuudesta, ominaisuuksista ja alustan leikkuukyvystä.

Sovellukset. Kalvopinnoitteita käytetään elektroniikassa ja puolijohteissa, pakkausteollisuudessa, optiikassa, rakennus- ja laitevalmistuksessa sekä biolääketieteellisissä sovelluksissa. Ne voivat parantaa kestävyyttä, estää kosteutta tai säädellä heijastusta sekä läpinäkyvyyttä.

Haasteet. Tekniset haasteet liittyvät pinnoitteiden adhesion, laadunhallintaan, mikrobehuluttaviin virheisiin sekä kustannuksiin ja ympäristövaikutuksiin, erityisesti orgaanisten liuottimien kanssa. Tutkimus keskittyy pitkäikäisiin, kestävän kehityksen pinnoitteisiin sekä energiatehokkaampiin valmistusmenetelmiin.