Polytetrafluoreten (PTFE), eller Telfon som det är mer känt, används i en mängd olika dagliga produkter, från köksredskap till mattor, på grund av dess icke-klibbiga egenskap. Dock, samma icke-klibbighet har begränsat dess tillämpning till andra områden inklusive medicin. Forskare vid Osaka University Graduate School of Engineering i samarbete med Hyogo Prefectural Institute of Technology har rapporterat hur värmeassisterad plasmabehandling kan modifiera PTFE för att lösa detta problem. Rapporten kan ses i RSC avancerar

Kazuya Yamamura, docent och Yuji Ohkubo, biträdande professor vid Osaka University, vem som först skrev studien, notera ett behov av bättre smörjmedel vid medicinska procedurer. Många tänker inte så mycket på det, men "gummit i sprutorna måste vara stabilt och icke-klibbigt för att ge exakta mängder av ett medicinskt medel, " sa Ohkubo.

I nuvarande rutiner, gummit är normalt smord med en beläggning som silikonolja, men denna beläggning kan kontaminera medlet. PTFE skulle vara ett idealiskt smörjmedel eftersom det inte skulle blandas med medlet, men för att vara effektiv måste den också fästa vid gummit.

För att öka vidhäftningsförmågan, forskare kommer att behandla PTFE med antingen frätande natriumbaserade föreningar eller plasma. Plasmabehandling är säker, men vidhäftningen är sämre.

"Konventionell plasmabehandling lämnar ett svagt gränsskikt (WBL) på den plasmabehandlade PTFE. Denna WBL försvagar vidhäftningen mellan PTFE och gummit, " förklarar Yamamura.

Fast besluten att göra ett säkert PTFE-baserat lim, Ohkubo övervägde trycket och temperaturen under vilken plasmabehandlingen gjordes.

Lämpliga förhållanden för att öka vidhäftningen var resultatet av nya kemiska bindningar och etsning av en WBL på PTFE-ytan. "Kol-fluorid-bindningar utbyttes med kol-kol-tvärbindningar" när plasmaeffekten ökades, sa Katsuyoshi Endo, professor, som ledde studien. Dessa tvärbindningar och etsningar återställde WBL, stärker vidhäftningen mellan PTFE och gummi.

Ytterligare undersökningar visade att ökningen av tvärbindningar var ett resultat av den högre PTFE-yttemperaturen som följde med plasmabehandling med högre effekt. För att maximera dessa tvärbindningar, forskarna bestämde sig för att värma upp PTFE till flera hundra grader Celsius innan plasmabehandling.

"Ytan på PTFE-plåt har i allmänhet en WBL som innehåller många repor och gropar", som kan påverka vidhäftningen, förklarade Ohkubo. Den värmeunderstödda plasmabehandlingen förbättrade vidhäftningsegenskapen genom att återvinna WBL.

Värmen och kraftens inverkan på vidhäftningen var mycket tydlig. Vid lägre plasmaeffekt, skalningstester visade att PTFE lätt kunde delas från gummit. Dock, vid högre makt, vidhäftningen var så stark att gummit slets isär istället för att separera från PTFE. Dessutom, denna effekt sågs ett år efter behandlingen, som visar vidhäftningens stabilitet.

Att denna starka vidhäftning kunde uppnås utan några giftiga kemikalier tyder på att den redan stora användningen av PTFE skulle kunna utökas ytterligare. "Vår metod är enkel och kan öka antalet medicinska applikationer, ", sa Ohkubo. Den värmeunderstödda plasmabehandlingen bör också vara användbar för att förbättra vidhäftningen av andra material.