La aplicación de capas de óxido de zinc en la industria es múltiple y abarca desde la protección de productos degradables hasta la detección de gas óxido de nitrógeno tóxico. Dichas capas pueden depositarse mediante deposición de capas atómicas (ALD) que emplea típicamente compuestos químicos, o simplemente precursores, que se encienden inmediatamente al entrar en contacto con el aire, es decir, son altamente pirofóricos. Un equipo de investigación interdisciplinario de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha establecido un nuevo proceso de fabricación basado en un precursor de zinc no pirofórico que puede procesarse a temperaturas lo suficientemente bajas como para permitir el recubrimiento de los plásticos. El equipo publicó su informe en la revista Pequeña .

Depositando capas ultrafinas

Para producir un sensor de dióxido de nitrógeno (NO2), Se debe aplicar una fina capa de óxido de zinc nanoestructurado (ZnO) al sustrato del sensor y luego integrarlo en un componente eléctrico. El equipo de la profesora Anjana Devi utilizó ALD para aplicar capas ultrafinas de ZnO en dichos sustratos de sensores.

En general, Los procesos ALD se utilizan en la industria para miniaturizar componentes eléctricos utilizando capas ultrafinas, algunos de los cuales tienen solo unas pocas capas atómicas de espesor, al mismo tiempo que aumentan su eficiencia. Para eso, se requieren precursores adecuados que reaccionen en las superficies para formar una película tan delgada. "La química detrás de los procesos ALD es, por lo tanto, esencial y tiene un gran impacto en las películas delgadas resultantes, "señala Anjana Devi.

Manejo seguro y máxima calidad

Hasta la fecha, Los fabricantes industriales han estado produciendo películas delgadas de ZnO mediante el despliegue de un precursor de zinc altamente pirofórico vía ALD. "La clave para el desarrollo de un proceso ALD alternativo seguro para ZnO en RUB fue desarrollar un nuevo precursor no pirofórico que es seguro de manipular y puede depositar películas delgadas de ZnO de la más alta calidad, "explica Lukas Mai, autor principal del estudio. "El desafío era encontrar productos químicos alternativos para reemplazar los compuestos pirofóricos que se utilizan generalmente en la industria para el ZnO".

El aspecto único del nuevo proceso es que se puede realizar a temperaturas de proceso muy bajas, facilitando así la deposición sobre plásticos. Como consecuencia, El nuevo proceso se puede utilizar no solo para la fabricación de sensores de gas, pero también de capas de barrera a los gases. En la industria del embalaje, estas capas se aplican sobre plásticos para proteger del aire los productos degradables, como los alimentos o los productos farmacéuticos.