Zastosowanie techniki ALD do wytwarzania cienkich warstw ochronnych stosowanych w filtrach optycznych

• Autorzy: Okrasa Małgorzata , Cichowlas Małgorzata , Puchalski Michał

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.2.4

Warianty tytułu

EN

Application of ALD technique to fabricate protective thin films used in optical filters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono ocenę możliwości wykorzystania techniki ALD do nanoszenia cienkich warstw TiO₂ o zróżnicowanej grubości na próbki materiałów przeziernych przeznaczonych do zastosowania w środkach ochrony oczu. Oceniono zwilżalność powierzchni, szerokokątne rozproszenie światła (WASL), współczynnik luminancji oraz zdolność do blokowania promieniowania optycznego. Osadzane powłoki TiO₂ znacząco wpływają na zmniejszenie swobodnej energii powierzchniowej i zwiększenie kąta zwilżania, co może być korzystne w kontekście nadawania powierzchni właściwości samoczyszczących. Analizy spektralne wykazały skuteczne blokowanie promieniowania UV przez powłoki TiO₂, natomiast pomiary WASL i współczynnika luminancji wskazują, że nawet przy zwiększonej liczbie cykli powłoki spełniają wymagania normatywne dotyczące jakości widzenia.

EN

The surface of transparent polycarbonate samples was modified by deposition of thin layers of TiO₂ (500-2000 deposition cycles) using the atomic layer deposition (ALD) technique. Surface wettability, wideangle scattered light (WASL), luminance coeff., and optical radiationblocking capability were evaluated. The deposited TiO₂ layers significantly reduced surface free energy and increased the contact angle, which may be beneficial for imparting self-cleaning properties to the surface. Spectral anal. demonstrated effective UV-blocking by the TiO₂ coatings, while WASL and luminance coeff. measurements indicated that even with an increased no. of cycles, the coatings met normative requirements for visual quality.

Słowa kluczowe

PL

cienkie warstwy; osadzanie warstw atomowych; ALD; optyczne filtry ochronne; ochrona oczu

EN

thin films; atomic layer deposition; ALD; optical protective coatings; optical protective filters

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 2
• Strony: 237--242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Okrasa Małgorzata

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, Łódź

• https://orcid.org/0000-0003-4980-0909

autor

Cichowlas Małgorzata

• Zakład Środków Ochrony Indywidualnej, Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Wierzbowa 48, 90-133 Łódź

• https://orcid.org/0009-0008-9340-5600

autor

Puchalski Michał

• Politechnika Łódzka

• https://orcid.org/0000-0001-7848-9801

Bibliografia

• [1] B. A. J. Clark, Clin. Exp. Optom. 1972, 55, nr 11, 470, https://www.tandfonline. com/doi/full/10.1111/j.1444-0938.1972.tb06435.x.
• [2] C. Euvananont, C. Junin, K. Inpor, P. Limthongkul, C. Thanachayanont, Ceram. Int. 2008, 34, nr 4, 1067, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/ pii/S0272884207003112.
• [3] B. S. Richards, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2003, 79, nr 3,369, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0927024802004737.
• [4] R. Mechiakh, N. Ben Sedrine, R. Chtourou, R. Bensahan, Appl. Surf. Sci. 2010, 257, nr 3, 670, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0169433210010676.
• [5] L. S. Gao, Q. Y. Cai, E.T . Hu, Q. Y. Zhang, Y. T. Yang, Y. B. Xiong i in., Opt. Express 2023, 31, nr 8, 13503, https://opg.optica.org/abstract.cfm?URI=oe-31-8-13503.
• [6] L. Hu, W. Qi, Y. Li, Nanotechnol Rev. 2017, 27, nr 6, 527, https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ntrev-2017-0149/html.
• [7] P. O. Oviroh, R. Akbarzadeh, D. Pan, R. A. M. Coetzee, T. C. Jen, Sci. Technol. Adv. Mater. 2019, 20, nr 1, 465, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2019.1599694.
• [8] T. Alasaarela, L. Karvonen, H. Jussila, A. Säynätjoki, S. Mehravar, R. A. Norwood i in., Opt. Lett. 2013, 38, nr 20, 3980, https://opg.optica.org/abstract.cfm?URI=ol-38-20-3980.
• [9] D. Hiller, F. Munnik, J. López-Vidrier, D. Solonenko, J. Reif, M. Knaut i in., J. Vac. Sci. Technol. A 2024, 42, nr 3, 032406, https://pubs.aip.org/jva/article/42/3/032406/3279959/Comparison-of-three-titanium-precursors-foratomic.
• [10] K. Turlakiewicz, S. Sztajnowski, W. Sujka, I. Krucińska, G. Szparaga, M. Puchalski, Polym. Test. 2023, 124, 108065, https://linkinghub.elsevier. com/retrieve/pii/S0142941823001459.
• [11] PN-EN ISO 18526-1:2020-09, Ochrona oczu i twarzy. Metody badań. Cz. 1. Geometryczne właściwości optyczne.
• [12] J. P. Niemelä, G. Marin, M. Karppinen, Semicond. Sci. Technol. 2017, 32, nr 9, 093005, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6641/aa78ce.
• [13] M. Trought, I. Wentworth, C. de Alwis, T. R. Leftwich, K. A. Perrine, Surf. Sci. 2019, 690, 121479, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0039602819302407.
• [14] S. M. George, Chem. Rev. 2010, 110, nr 1, 111, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr900056b.
• [15] R. W. Johnson, A. Hultqvist, S. F. Bent, Mater. Today 2014, 17, nr 5, 236, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1369702114001436.
• [16] PN-EN ISO 16321-1:2022-10, Ochrona oczu i twarzy do zastosowań zawodowych. Cz. 1. Wymagania ogólne.
• [17] A. L. Andrady, N. D. Searle, L. F. E. Crewdson, Polym. Degrad. Stab. 1992, 35, nr 3, 235, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/014139109290031Y.
• [18] M. Okrasa, J. Szkudlarek, G. Owczarek, Ochrona przed promieniowaniem laserowym, CIOP-PIB, Warszawa 2025.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

2. Zrealizowano na podstawie wyników VI etapu programu wieloletniego pn. „Rządowy Program Poprawy Bezpieczeństwa i Warunków Pracy", finansowanego w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, projekt nr I.PN.06 pt. ,,Optyczne filtry ochronne do zastosowań w warunkach narażenia na promieniowanie laserowe w przemyśle, medycynie oraz sektorze wojskowym". Koordynator Programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut Badawczy.