I. Nghiên cứu phủ nano và công nghệ plasma tại HCMUTE
Đề tài nghiên cứu "Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thực nghiệm hệ thống phủ nano bề mặt bằng công nghệ plasma" tại HCMUTE tập trung vào việc chế tạo mô hình phủ nano trên vải sử dụng công nghệ plasma. Nghiên cứu này giải quyết vấn đề chi phí cao và quy trình phức tạp của các phương pháp phủ nano hiện có. Mục tiêu chính là chế tạo một mô hình thiết bị nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, dễ vận hành và tích hợp vào dây chuyền sản xuất. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển công nghệ nano HCMUTE và ứng dụng của công nghệ plasma trong lĩnh vực này. Giảng viên HCMUTE, cụ thể là ThS. Thái Văn Phước, dẫn dắt nhóm nghiên cứu. Trường đại học HCMUTE cung cấp cơ sở vật chất và hỗ trợ cho dự án.
1.1. Tổng quan về phủ nano và công nghệ plasma
Phần này trình bày tổng quan về phủ nano, công nghệ plasma, và sự kết hợp của chúng. Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, với các electron chuyển động tự do giữa các nhân nguyên tử. Công nghệ plasma được ứng dụng trong làm sạch bề mặt, tăng năng lượng bề mặt, khử trùng và phủ nano. Tuy nhiên, phủ nano bằng plasma áp suất thấp tốn kém. Nghiên cứu này tập trung vào plasma phủ nano áp suất thường, một lĩnh vực đã được nghiên cứu thành công ở các nước phát triển nhưng chưa phổ biến tại Việt Nam. Việc sử dụng công nghệ plasma ở áp suất thường giúp giảm chi phí và mở rộng quy mô sản xuất. Các phương pháp phủ nano hiện tại, như phun trực tiếp hay ngâm tẩm, có nhược điểm về chi phí và thời gian. Công nghệ plasma cung cấp giải pháp thay thế hiệu quả hơn.
1.2. Thiết kế và chế tạo mô hình phủ nano
Mô hình được thiết kế để phủ nano lên vải bằng công nghệ plasma nhiệt độ thấp, áp suất thường. Quá trình phủ nano được mô tả chi tiết, bao gồm việc chọn vật liệu, thiết kế hệ thống tạo plasma, và mạch điều chỉnh điện áp, tần số. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình phủ nano, như tốc độ xử lý, điện áp, dòng điện, được phân tích. Thiết bị phủ nano được chế tạo với cấu trúc nhỏ gọn, dễ vận hành và bảo trì. Mô hình phủ nano sử dụng dung dịch nano-silane để phủ lên vải cotton, polyester và vải tổng hợp. Thiết kế mô hình tối ưu hóa hiệu quả phủ nano và giảm tiêu thụ năng lượng. Vật liệu phủ nano được chọn lựa dựa trên tính tương thích với công nghệ plasma và hiệu quả phủ lên bề mặt vải. Phân tích phức tạp của quá trình phủ nano đòi hỏi sự hiểu biết sâu rộng về vật liệu và công nghệ plasma.
1.3. Thử nghiệm và kết quả
Kết quả thử nghiệm chứng minh khả năng phủ nano của mô hình. Các thông số vận hành tối ưu được xác định. Phân tích phẩn tích được thực hiện để đánh giá hiệu quả phủ nano trên các loại vải khác nhau. Tính chất phủ nano, như khả năng chống thấm, được đo lường và phân tích. Hình ảnh SEM cho thấy sự phân bố của lớp phủ nano trên bề mặt vải. Góc tiếp xúc được sử dụng để đánh giá hiệu quả chống thấm của lớp phủ nano. Phân tích dữ liệu cho thấy mối quan hệ giữa các thông số vận hành và hiệu quả phủ nano. Mô hình thực nghiệm chứng minh được khả năng ứng dụng trong sản xuất thực tế. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học.
1.4. Ứng dụng và triển vọng
Mô hình này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành dệt may, đặc biệt trong sản xuất vải chống thấm, tự làm sạch. Ứng dụng công nghệ plasma trong phủ nano mở ra hướng mới trong việc cải thiện chất lượng vải. Ưu điểm của phủ nano bao gồm khả năng chống thấm, chống bám bẩn, và khử trùng. Ứng dụng phủ nano không chỉ giới hạn trong thời trang mà còn trong y tế và các lĩnh vực khác. Nghiên cứu mở rộng có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình, mở rộng quy mô sản xuất, và ứng dụng phẩn tích trong các lĩnh vực khác. Lớp phủ nano tạo ra có thể được ứng dụng trong nhiều sản phẩm khác ngoài vải. Kỹ thuật phủ nano này có khả năng thương mại hóa và tạo ra giá trị kinh tế cao. Khoa học vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển công nghệ nano.
