Čeští vědci vyvinuli speciální tenký materiál, který je sedmkrát tvrdší než sklo

Metodu, chráněnou od roku 2013 mezinárodním patentem, adaptovali plzeňští vědci na průmyslově zajímavý materiál, využívaný jako ochranná vrstva skleněných tabulí.

Takto ji opět představili světové odborné veřejnosti v článku, který se dostal na titulní stranu aktuálního vydání časopisu americké Society of Vacuum Coaters (SVC). Mimořádnou pozornost si metoda zajistila především tím, že celý proces výroby atraktivního tenkovrstvého materiálu, sedmkrát tvrdšího než sklo, výrazně zrychluje, a snižuje tím výrobní náklady.

Související

Martin Pokorný

Přebytky energie z domácí fotovoltaické elektrárny…

Martin Pokorný

Speciální brýlové čočky ochrání uživatele až…

Tým výzkumného centra NTIS se vedle dalších nanostrukturních materiálů zabývá také přípravou průmyslově velice atraktivních tenkých vrstev oxidu zirkoničitého (ZrO₂). „Atraktivita tohoto nanostrukturního materiálu spočívá především v jeho výborných mechanických a optických vlastnostech, využitelných zejména ve sklářském průmyslu,“ popisuje jeden z členů výzkumného týmu Jiří Rezek. „Používá se například jako ochranná vrstva pro moderní skleněné tabule. Je totiž až sedmkrát tvrdší než běžné tabulové sklo, takže poskytuje výbornou ochranu proti poškrábání,“ upřesňuje.

Speciální tenké vrstvy, jejichž tloušťka se pohybuje od jednotek po tisíce nanometrů, se většinou připravují metodou tzv. magnetronového naprašování, která umožnuje syntetizovat výsledný materiál atom po atomu, a získat tak unikátní materiálové vlastnosti, kterých jinými metodami nelze dosáhnout.

Jednou z  jejích nevýhod ovšem bývá velmi nízká rychlost přípravy těchto materiálů. Metoda vědců centra NTIS, která je patentována v USA, Velké Británii, Německu, Švýcarsku, Číně a Japonsku, tento problém eliminuje. „Naše řešení spočívá v použití speciálního algoritmu řízení procesu, které bez dalších dodatečných nákladů umožňuje až trojnásobné zvýšení rychlosti přípravy materiálu, což je z  hlediska ekonomiky naprosto zásadní. Vzhledem k tomu, že právě samotný provoz povlakovacích systémů je při přípravě tenkých vrstev tou nejdražší položkou, dostalo se našemu řešení mimořádné pozornosti,“ vysvětluje Jiří Rezek.

Metodu řízení procesu reaktivní depozice lze přitom využívat ve standardních průmyslových podmínkách. „Naši technologii lze uplatnit i při využití elektrických zdrojů, s nimiž se v průmyslu běžně pracuje,“ doplňuje Jiří Rezek, který je jedním ze spolutvůrců patentované technologie a zároveň hlavním autorem článku High‑Rate Reactive AC Magnetron Sputtering of Hard and Optically Transparent ZrO2 Films, publikovaném v časopise americké organizace Society of Vacuum Coaters.