Polymeerikerroksia

Polymeerikerroksia ovat ohuita polymeri-kerroksia, jotka asetetaan substraatin pinnalle muodostaen monikerroksisia kalvoja. Näiden kerrosten tarkoituksena on muuttaa pinnan ominaisuuksia kuten tarttuvuutta, kosteuden ja kaasujen läpäisevyyttä sekä optisia tai sähköisiä ominaisuuksia. Paksuus vaihtelee nanometreistä mikrometreihin, ja rakenteet voivat olla yksinkertaisia tai monimutkaisia multilayer-järjestelmiä.

Kerroksia muodostetaan useilla menetelmillä. Yleisimmät ovat spin coating, dip coating ja spray coating, joissa liuostettujen polymeerien levitys kontrolloi paksuutta. Layer-by-layer (LbL) -menetelmä rakentaa kerrokset vuorottelemalla eri varauksellisia polyelectrolyyttejä. Langmuir-Blodgett-tekniikalla siirretään järjestettyjä kerroksia veden pinnalta substraattiin. Myös kemiallinen höyrystyminen (CVD) ja sähköisesti aloittuva polymerointi voivat tuottaa yhtenäisiä kerroksia.

Ominaisuudet ja haasteet: Tarkka paksuus, hyvä kiinnittyminen ja haluttujen este- tai suojausominaisuuksien tarjoaminen ovat etuja. Haasteita ovat delaminointi, sisäinen jännitys, kerrosten yhteensopimattomuus ja ympäristötekijöistä johtuva suorituskyvyn heikkeneminen.

Sovelluksia: Suoja- ja estekerrokset elintarvike- ja lääkealalla, optiset pinnoitteet kuten antiheijastavat sekä elektroniikkaan liittyvät kerrokset. Biolääketieteessä polymeerikerroksia voidaan käyttää biokompatibiliteetin parantamiseen tai lääkeaineen hallittuun vapautumiseen.

Kehityksen suuntia ovat kestävä valmistus, monikerroksisten järjestelmien tarkka hallinta sekä älykkäät, muokkautuvat tai itseparantuvat kerrokset.