Полимерные короноэлектреты: традиционные и новые технологии и области применения

В биотехнологии электреты используются в качестве эффективного средства воздействия на микроорганизмы. Например, применение электретных фильтров-мембран для эффективного разделения, очистки и концентрирования биологических продуктов (переработка молока, получение очищенных фракций крови и лекарств), позволяет избежать фазовых переходов, изменения рН и температуры фильтруемых продуктов при протекании этих процессов. Полимерные волокнистые материалы с иммобилизованными микроорганизмами применяются для производства биофильтров при глубокой биоутилизации сточных вод.

Известны примеры применения электретов и в биоэлектронике. Замена традиционных полупроводников органическими молекулами или их группами дает возможность создания миниатюрных электронных устройств. Например, для получения изолирующих и пассивирующих покрытий толщиной 2,5 - 50,0 нм в полупроводниковых структурах используются пленки Ленгмюра-Блоджет. Другое перспективное направление биоэлектроники - миниатюрные биосенсоры на основе электретов, позволяющие обнаружить малые концентрации химических веществ в различных средах, что с успехом применяется медицине, инженерной экологии, химической и пищевой промышленности и др.

Учитывая литературные данные о том, что электрические поля могут подавлять рост и развитие микроорганизмов, было высказано предположение, что упаковка, созданная на основе электретов, может способствовать увеличению срока хранения различных пищевых продуктов, и что подобную упаковку также можно назвать активной.

Проведенные исследования на ряде молочных продуктов, фруктах и овощах, мясе и хлебобулочных изделиях позволяют утверждать, что электрическое поле разработанной активной упаковки позволяет увеличить срок хранения, сохранить органолептические ифизические характеристики различных продуктов питания. Полученные данные свидетельствуют о негативном влиянии электрических полей упаковки на микроорганизмы, содержащиеся в продуктах питания и являющихся основной причиной их порчи. Кроме того, активные электретные материалы могу влиять на равновесие коллоидных систем, какими являются многие пищевые продукты, например, молочные. Подобная упаковка позволяет исключить из цикла производства консерванты. Недорогой процесс изготовления электретной «активной» упаковки, вкупе с ощутимым экономическим эффектом и возможностью рекламирования с точки зрения безопасности использования делают подобный материал довольно конкурентоспособным на рынке упаковочных материалов.

Технологии получения полимерных короноэлектретов

Полимеры, как основной материал для создания электретов, во многих случаях не обладают необходимыми механическими, теплофизическими и другими свойствами, необходимыми для их практического применения. В то же время жизнь требует материалы с новыми свойствами. Поэтому для получения электретных материалов с заданными свойствами целесообразно применять композиции, состоящие из полимерного связующего и наполнителей различной природы. При наполнении полимеров дисперсными наполнителями в композиционных материалах возникают новые структурные элементы, способные служить ловушками носителей зарядов, что обуславливает изменение электретных характеристик диэлектриков.