ANTI-BIOFILM COATINGS USING NON-BALANCED ATMOSPHERIC PLASMA-POLYMERISATION FOR USE IN THE FOOD INDUSTRY (Q3170845)
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Project Q3170845 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ANTI-BIOFILM COATINGS USING NON-BALANCED ATMOSPHERIC PLASMA-POLYMERISATION FOR USE IN THE FOOD INDUSTRY |
Project Q3170845 in Spain |
Statements
54,450.0 Euro
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108,900.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2018
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31 December 2020
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UNIVERSIDAD DE LA RIOJA
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42°27'58.03"N, 2°26'22.81"W
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26089
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EL OBJETIVO ESPECIFICO DEL SUBPROYECTO 1 ES LA IDENTIFICACION DE LOS MECANISMOS, VARIABLES Y VALORES OPTIMOS DEL PROCESO DE DEPOSICION MEDIANTE PLASMA-POLIMERIZACION ATMOSFERICA NO EQUILIBRADA DE RECUBRIMIENTOS PARA LA MODIFICACION DE LAS PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE SUPERFICIES Y MATERIALES EMPLEADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA. PARA LA APLICACION DE LOS RECUBRIMIENTOS SE EMPLEARA LA TECNOLOGIA DE DEPOSICION MEDIANTE PLASMA ATMOSFERICO NO EQULIBRADO. A DIFERENCIA DE LAS TECNICAS DE DEPOSICION CONVENCIONALES (CVD, DEPOSICION QUIMICA HUMEDA, PLASMA A ALTA/BAJA PRESION, ETC.), LA TECNICA DE DEPOSICION MEDIANTE PLASMA-POLIMERIZACION A BAJA TEMPERATURA (FRIA) SUPONE: [A] UNA TECNICA DE DEPOSICION SECA POR LA QUE SE APLICA UN RECUBRIMIENTO EN UNA UNICA ETAPA, [B] UN PROCESO RESPETUOSO CON EL MEDIO AMBIENTE, YA QUE NO SE PRODUCEN PRODUCTOS QUIMICOS DE DESECHO, [C] UNA TECNOLOGIA ECONOMICA, YA QUE EL GASTO DE CONSUMIBLES ES RELATIVAMENTE BAJO PUESTO QUE SE APLICAN RECUBRIMIENTOS DE ESPESORES DE ESCALA NANO O MICRO, [D] UN PROCESO DE DEPOSICION QUE EVITA ALTERACIONES NO DESEADAS EN LAS PROPIEDADES DEL SUSTRATO YA QUE SE REALIZA A PRESION ATMOSFERICA Y A UNA TEMPERATURA EN LA QUE LA SUPERFICIE DESTINO NO SUPERA LOS 100ºC, Y [E] UN PROCESO DE FACIL CONTROL PUES LAS CARACTERISTICAS DE LOS RECUBRIMIENTOS OBTENIDOS PUEDEN MODIFICARSE DE MANERA SENCILLA EN FUNCION DEL TIPO DE PRECURSOR UTILIZADO (SU NATURALEZA QUIMICA) Y DE LOS PARAMETROS DEL PROCESO DE PLASMA-POLIMERIZACION (FLUJO DE GAS DEL PLASMA, FLUJO DEL PRECURSOR, POTENCIA DEL PLASMA, ETC). ESTE CONTROL PERMITE QUE SE PUEDA MEJORAR LA SUPERFICIE DEL SUSTRATO DE MANERA ESPECIFICA MANTENIENDO EL RESTO DE PROPIEDADES SIN ALTERAR. LOS MATERIALES SOBRE LOS QUE SE ESTUDIARA ESTE METODO DE RECUBRIMIENTO Y SUS EFECTOS SOBRE LAS PROPIEDADES MORFOLOGICAS Y FISICO-QUIMICAS SUPERFICIALES SERAN LAMINAS METALICAS DE ACERO INOXIDABLE Y HOJALATAS EMPLEADOS EN MAQUINARIA, EQUIPOS DE PROCESADO, SUPERFICIES DE TRABAJO Y MATERIAL DE ENVASADO DE ALIMENTOS, ADEMAS DE PIEZAS OBTENIDAS MEDIANTE IMPRESION 3D (PLA O NYLON), EMPLEADAS EN COMPONENTES DE EQUIPOS, DISPOSITIVOS Y UTENSILIOS A LA CARTA. PARA UNA COMPLETA CARACTERIZACION FISICO-QUIMICA DE LOS RECUBRIMIENTOS APLICADOS, SE EMPLEARAN: [A] TECNICAS DE IMAGEN (SEM Y AFM) PARA LA IDENTIFICACION DE LA MORFOLOGIA DE LAS ESTRUCTURAS PARTICULADAS DEPOSITADAS, [B] TECNICAS PARA LA DETERMINACION DE LA HUMECTABILIDAD DE LA SUPERFICIE (ENERGIA SUPERFICIAL, WCA Y WSA) PARA LA IDENTIFICACION DE LOS MECANISMOS DE INTERACCION DE LOS RECUBRIMIENTOS CON EL MEDIO ACUOSO DONDE SE DESARROLLAN LOS BIOFILMS, [C] TECNICAS DE CARACTERIZACION QUIMICA (FTIR, XPS Y EDX) PARA LA DETERMINACION DE LA ESTRUCTURA ATOMICA Y MOLECULAR DE LOS RECUBRIMIENTOS Y PODER EXPLICAR FENOMENOS COMO LA REPULSION ELECTROSTATICA Y [D] TECNICAS TRIBOLOGICAS (ENSAYOS DE DESGASTE, CORROSION, ADHESION, ETC.) PARA DETERMINAR LA DURABILIDAD DE LOS RECUBRIMIENTOS Y SU EFICACIA ANTI-BIOFILM CUANDO ESTOS SE SOMETAN A LOS RIGORES DE LA INDUSTRIA. LOS RESULTADOS DE ESTA CARACTERIZACION PERMITIRAN IDENTIFICAR LOS MECANISMOS DE CRECIMIENTO DE LOS RECUBRIMIENTOS DEPOSITADOS, COMO ESTOS INTERACTUAN CON LAS POBLACIONES BACTERIANAS Y CONOCER CUALES SON LAS MODIFICACIONES FISICO-QUIMICAS MAS EFECTIVAS Y DURADERAS PARA OBTENER UNA MENOR PREDISPOSICION A LA ADHESION MICROBIANA Y FORMACION DE BIOFILMS, CUYA EFECTIVIDAD REAL SERA INVESTIGADA EN EL SUBPROYECTO 2. (Spanish)
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THE SPECIFIC OBJECTIVE OF SUBPROJECT 1 IS TO IDENTIFY THE MECHANISMS, VARIABLES AND OPTIMAL VALUES OF THE DEPOSITION PROCESS OF COATINGS BY NON-EQUILIBRIUM ATMOSPHERIC PLASMA FOR THE MODIFICATION OF THE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SURFACES AND MATERIALS USED IN THE FOOD INDUSTRY. UNLIKE CONVENTIONAL DEPOSITION TECHNIQUES (CVD, WET CHEMICAL DEPOSITION, PLASMA AT HIGH / LOW PRESSURE, ETC.), THE LOW-TEMPERATURE (COLD) PLASMA-POLYMERIZATION DEPOSITION TECHNIQUE HAS THE FOLLOWING PROPERTIES: [A] IT IS A DRY DEPOSITION TECHNIQUE WHICH ALLOWS THE COATING OF SURFACES IN A SINGLE STEP, [B] IT IS AN ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PROCESS, SINCE NO CHEMICAL WASTES ARE PRODUCED, [C] IT IS AN ECONOMICAL TECHNOLOGY, SINCE CONSUMABLE COSTS ARE RELATIVELY LOW, [D] IT IS A DEPOSITION PROCESS WHICH AVOIDS UNDESIRABLE ALTERATIONS IN THE PROPERTIES OF THE SUBSTRATE SINCE IT IS CARRIED OUT AT ATMOSPHERIC PRESSURE AND LOW TEMPERATURE, AND, THEREFORE, SURFACE TEMPERATURE DOES NOT EXCEED 100 ° C, [E] AND IT IS A PROCESS OF EASY CONTROL BECAUSE THE CHARACTERISTICS OF THE COATINGS OBTAINED CAN BE MODIFIED SIMPLY ACCORDING TO THE TYPE OF PRECURSOR (ITS CHEMICAL NATURE) AND THE PARAMETERS OF THE PLASMA-POLYMERIZATION PROCESS (PLASMA GAS FLOW, PRECURSOR FLOW, PLASMA POWER, ETC.) USED. THIS SIMPLE CONTROL ALLOWS THE SURFACE OF THE SUBSTRATE TO BE MODIFIED IN A SPECIFIC MANNER WHILE MAINTAINING THE REMAINING PROPERTIES UNALTERED. THE NON-EQUILIBRIUM ATMOSPHERIC PLASMA COATING PROCESS AND ITS EFFECTS ON SURFACE MORPHOLOGICAL AND PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES WILL BE STUDIED USING STAINLESS STEEL AND TIN SHEETS USED IN MACHINERY, PROCESSING EQUIPMENT, WORKING SURFACES AND FOOD PACKAGING MATERIALS. IN ADDITION, DEVICES OBTAINED THROUGH 3D PRINTING (PLA OR NYLON) WILL BE ALSO USED. FOR A COMPLETE PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF THE COATINGS APPLIED ON METAL SURFACES AND 3D PRINTED DEVICES, THE FOLLOWING TECHNIQUES WILL BE USED: [A] IMAGE TECHNIQUES (SEM AND AFM) FOR THE IDENTIFICATION OF THE MORPHOLOGY OF THE DEPOSITED PARTICLE STRUCTURES, [B] TECHNIQUES FOR DETERMINING SURFACE WETTABILITY (SURFACE ENERGY, WCA AND WSA) FOR THE IDENTIFICATION OF THE INTERACTION MECHANISMS OF THE COATINGS WITH THE AQUEOUS MEDIUM WHERE THE BIOFILMS ARE DEVELOPED, [C] CHEMICAL CHARACTERIZATION TECHNIQUES (FTIR, XPS AND EDX) FOR THE DETERMINATION OF THE ATOMIC AND MOLECULAR STRUCTURE OF THE COATINGS AND TO EXPLAIN PHENOMENA SUCH AS ELECTROSTATIC REPULSION, [D] AND TRIBOLOGICAL TECHNIQUES (WEAR TESTS, CORROSION, ADHESION, ETC.) TO DETERMINE THE DURABILITY OF THE COATINGS AND THEIR ANTI-BIOFILM EFFICACY WHEN SUBJECTED TO THE RIGORS OF INDUSTRY. THE RESULTS OF THIS CHARACTERIZATION WILL ALLOW TO IDENTIFY THE MECHANISMS OF GROWTH OF DEPOSITED COATINGS, TO ASCERTAIN HOW COATINGS INTERACT WITH BACTERIAL POPULATIONS AND TO DETERMINE WHICH SURFACE PHYSICO-CHEMICAL MODIFICATIONS ARE THE MOST DURABLE AND EFFICIENT TO OBTAIN A LOWER PREDISPOSITION TO MICROBIAL ADHESION AND FORMATION OF BIOFILMS. THE ACTUAL EFFECTIVENESS OF SELECTED COATINGS WILL BE THEN INVESTIGATED AT LABORATORY LEVEL AND INDUSTRIAL SCALE IN SUBPROJECT 2. (English)
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L’OBJECTIF SPÉCIFIQUE DU SOUS-PROJET 1 EST D’IDENTIFIER LES MÉCANISMES, VARIABLES ET VALEURS QUE NOUS AVONS OPTÉS POUR LE PROCESSUS DE DÉPÔT EN UTILISANT LA POLYMÉRISATION PLASMATIQUE ATMOSPHÉRIQUE DÉSÉQUILIBRÉE DES REVÊTEMENTS POUR MODIFIER LES PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES DES SURFACES ET DES MATÉRIAUX UTILISÉS DANS L’INDUSTRIE ALIMENTAIRE. POUR L’APPLICATION DE REVÊTEMENTS, LA TECHNOLOGIE DE DÉPÔT DOIT ÊTRE UTILISÉE À L’AIDE D’UN PLASMA ATMOSPHÉRIQUE NON ADÉQUAT. CONTRAIREMENT AUX TECHNIQUES DE DÉPÔT CLASSIQUES (CVD, DÉPÔT CHIMIQUE HUMIDE, PLASMA À HAUTE/BASSE PRESSION, ETC.), LA TECHNIQUE DU DÉPÔT PAR POLYMÉRISATION PLASMATIQUE À BASSE TEMPÉRATURE (FROID) IMPLIQUE: [A] UNE TECHNIQUE DE DÉPÔT À SEC PAR LAQUELLE UN REVÊTEMENT EST APPLIQUÉ À UN SEUL STADE, [B] UN PROCÉDÉ RESPECTUEUX DE L’ENVIRONNEMENT, ÉTANT DONNÉ QU’AUCUN DÉCHET CHIMIQUE N’EST PRODUIT, [C] UNE TECHNOLOGIE ÉCONOMIQUE, ÉTANT DONNÉ QUE LES CONSOMMABLES SONT RELATIVEMENT FAIBLES PUISQUE DES REVÊTEMENTS D’ÉPAISSEUR NANOMÉTRIQUE OU MICRO-ÉCHELLE SONT APPLIQUÉS, [D] UN PROCÉDÉ DE DÉPÔT QUI EMPÊCHE TOUTE MODIFICATION INDÉSIRABLE DES PROPRIÉTÉS DU SUBSTRAT TELLE QU’ELLE EST RÉALISÉE À LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE ET À UNE TEMPÉRATURE DANS LAQUELLE LA SURFACE CIBLE NE DÉPASSE PAS 100 °C, ET [E] UN PROCESSUS DE CONTRÔLE AISÉ CAR LES CARACTÉRISTIQUES DES REVÊTEMENTS OBTENUS PEUVENT ÊTRE FACILEMENT MODIFIÉES EN FONCTION DU TYPE DE PRÉCURSEUR UTILISÉ (SA NATURE CHIMIQUE) ET DES PARAMÈTRES DU PROCÉDÉ DE POLYMÉRISATION PLASMATIQUE (FLUX DE GAZ PLASMA, FLUX PRÉCURSEUR, PUISSANCE PLASMATIQUE, ETC.). CE CONTRÔLE PERMET D’AMÉLIORER LA SURFACE DU SUBSTRAT D’UNE MANIÈRE SPÉCIFIQUE EN GARDANT LES PROPRIÉTÉS RESTANTES INCHANGÉES. LES MATÉRIAUX SUR LESQUELS CETTE MÉTHODE DE REVÊTEMENT A ÉTÉ ÉTUDIÉE ET SES EFFETS SUR LES PROPRIÉTÉS MORPHOLOGIQUES ET PHYSICO-CHIMIQUES DE SURFACE SONT LES TÔLES MÉTALLIQUES EN ACIER INOXYDABLE ET LES TÔLES UTILISÉES DANS LES MACHINES, LES ÉQUIPEMENTS DE TRAITEMENT, LES SURFACES DE TRAVAIL ET LES MATÉRIAUX D’EMBALLAGE DES ALIMENTS, AINSI QUE LES PIÈCES OBTENUES PAR IMPRESSION 3D (PLA OU NYLON), UTILISÉES DANS LES COMPOSANTS DE L’ÉQUIPEMENT, LES DISPOSITIFS ET LES USTENSILES À LA DEMANDE. POUR UNE CARACTÉRISATION PHYSICO-CHIMIQUE COMPLÈTE DES REVÊTEMENTS APPLIQUÉS, IL CONVIENT D’UTILISER LES ÉLÉMENTS SUIVANTS: [A] TECHNIQUES D’IMAGERIE (SEM ET AFM) POUR L’IDENTIFICATION DE LA MORPHOLOGIE DES STRUCTURES PARTICULAIRES DÉPOSÉES, [B] TECHNIQUES DE DÉTERMINATION DE L’HUMIDITÉ DE SURFACE (ÉNERGIE DE SURFACE, WCA ET WSA) POUR L’IDENTIFICATION DES MÉCANISMES D’INTERACTION DES REVÊTEMENTS AVEC LE MILIEU AQUEUX OÙ DES BIOFILMS SONT DÉVELOPPÉS, [C] TECHNIQUES DE CARACTÉRISATION CHIMIQUE (FTIR, XPS ET EDX) POUR LA DÉTERMINATION DE LA STRUCTURE ATOMIQUE ET MOLÉCULAIRE DES REVÊTEMENTS ET POUR ÊTRE EN MESURE D’EXPLIQUER DES PHÉNOMÈNES TELS QUE LA RÉPULSION ÉLECTROSTATIQUE ET LES TECHNIQUES TRIBOLOGICAS (ESSAIS D’USURE, CORROSION, ADHÉRENCE, ETC.) AFIN DE DÉTERMINER LA DURABILITÉ DES REVÊTEMENTS ET LEUR EFFICACITÉ ANTI-BIOFILM LORSQU’ILS SUBISSENT LES RIGUEURS DE L’INDUSTRIE. LES RÉSULTATS DE CETTE CARACTÉRISATION PERMETTRONT D’IDENTIFIER LES MÉCANISMES DE CROISSANCE DES REVÊTEMENTS DÉPOSÉS, TELS QUE CEUX-CI INTERAGISSENT AVEC LES POPULATIONS BACTÉRIENNES ET DE SAVOIR QUELLES SONT LES MODIFICATIONS PHYSICO-CHIMIQUES LES PLUS EFFICACES ET DURABLES POUR OBTENIR UNE PRÉDISPOSITION INFÉRIEURE À L’ADHÉRENCE MICROBIENNE ET À LA FORMATION DE BIOFILMS, DONT L’EFFICACITÉ RÉELLE SERA ÉTUDIÉE DANS LE SOUS-PROJET 2. (French)
4 December 2021
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DAS SPEZIFISCHE ZIEL DES TEILPROJEKTS 1 IST DIE IDENTIFIZIERUNG DER MECHANISMEN, VARIABLEN UND WERTE, DIE WIR FÜR DEN ABSCHEIDUNGSPROZESS DURCH UNSYMMETRISCHE ATMOSPHÄRISCHE PLASMAPOLYMERISATION VON BESCHICHTUNGEN ZUR MODIFIZIERUNG DER PHYSIKALISCH-CHEMISCHEN EIGENSCHAFTEN VON OBERFLÄCHEN UND MATERIALIEN IN DER LEBENSMITTELINDUSTRIE GEWÄHLT HABEN. FÜR DIE ANWENDUNG VON BESCHICHTUNGEN IST DIE DEPOSITIONSTECHNIK MIT NICHT GLEICHGESTELLTEM ATMOSPHÄRISCHEM PLASMA ZU VERWENDEN. IM GEGENSATZ ZU KONVENTIONELLEN DEPOSITIONSTECHNIKEN (CVD, CHEMISCHE ABSCHEIDUNG NASS, PLASMA-HOCH-/NIEDRIGDRUCK USW.) BEDEUTET DIE DEPOSITIONSTECHNIK DURCH PLASMAPOLYMERISATION BEI NIEDRIGER TEMPERATUR (KALT): [A] EINE TROCKENDEPOSITIONSTECHNIK, BEI DER EINE BESCHICHTUNG AUF EINER EINZIGEN STUFE AUFGETRAGEN WIRD, [B] EIN UMWELTFREUNDLICHES VERFAHREN, DA KEINE ABFALLCHEMIKALIEN HERGESTELLT WERDEN, [C] EINE WIRTSCHAFTLICHE TECHNOLOGIE, DA VERBRAUCHSMATERIALIEN RELATIV NIEDRIG SIND, DA BESCHICHTUNGEN MIT NANO- ODER MIKROSKALENDICKEN AUFGEBRACHT WERDEN, [D] EIN ABSCHEIDUNGSVERFAHREN, DAS UNERWÜNSCHTE VERÄNDERUNGEN DER EIGENSCHAFTEN DES SUBSTRATS VERHINDERT, WIE ES BEI ATMOSPHÄRISCHEM DRUCK UND BEI EINER TEMPERATUR DURCHGEFÜHRT WIRD, BEI DER DIE ZIELOBERFLÄCHE 100 °C NICHT ÜBERSCHREITET; UND [E] EIN VERFAHREN DER EINFACHEN KONTROLLE, DA DIE EIGENSCHAFTEN DER ERHALTENEN BESCHICHTUNGEN LEICHT GEÄNDERT WERDEN KÖNNEN, JE NACH ART DES VERWENDETEN VORLÄUFERS (CHEMISCHER ART) UND DEN PARAMETERN DES PLASMAPOLYMERISATIONSPROZESSES (PLASMAGASFLUSS, VORLÄUFERSTROM, PLASMALEISTUNG USW.). DIESE KONTROLLE ERMÖGLICHT ES, DIE OBERFLÄCHE DES SUBSTRATS GEZIELT ZU VERBESSERN, INDEM DIE VERBLEIBENDEN EIGENSCHAFTEN UNVERÄNDERT BLEIBEN. DIE MATERIALIEN, AUF DENEN DIESE BESCHICHTUNGSMETHODE UNTERSUCHT WURDE, UND IHRE AUSWIRKUNGEN AUF DIE MORPHOLOGISCHEN UND PHYSIKALISCH-CHEMISCHEN EIGENSCHAFTEN DER OBERFLÄCHE MÜSSEN EDELSTAHLBLECHE UND ZINNPLATTEN SEIN, DIE IN MASCHINEN, VERARBEITUNGSANLAGEN, ARBEITSFLÄCHEN UND LEBENSMITTELVERPACKUNGSMATERIAL VERWENDET WERDEN, SOWIE TEILE, DIE DURCH 3D-DRUCK (PLA ODER NYLON) GEWONNEN WERDEN, DIE IN AUSRÜSTUNGSKOMPONENTEN, GERÄTEN UND GERÄTEN AUF ABRUF VERWENDET WERDEN. FÜR EINE VOLLSTÄNDIGE PHYSIKALISCH-CHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG DER AUFGEBRACHTEN BESCHICHTUNGEN IST FOLGENDES ZU VERWENDEN: [A] BILDGEBENDE TECHNIKEN (SEM UND AFM) ZUR IDENTIFIZIERUNG DER MORPHOLOGIE VON ABGELAGERTEN PARTIKELSTRUKTUREN, [B] TECHNIKEN ZUR BESTIMMUNG DER OBERFLÄCHENFEUCHTIGKEIT (OBERFLÄCHENENERGIE, WCA UND WSA) ZUR IDENTIFIZIERUNG DER WECHSELWIRKUNGSMECHANISMEN VON BESCHICHTUNGEN MIT DEM WÄSSRIGEN MEDIUM, IN DEM BIOFILME ENTWICKELT WERDEN, [C] CHEMISCHE CHARAKTERISIERUNGSTECHNIKEN (FTIR, XPS UND EDX) ZUR BESTIMMUNG DER ATOM- UND MOLEKULARSTRUKTUR DER BESCHICHTUNGEN UND ZUR ERKLÄRUNG VON PHÄNOMENEN WIE ELEKTROSTATISCHER REPULSION UND [D] TRIBOLOGICAS-TECHNIKEN (VERSCHLEISSTESTS, KORROSION, HAFTUNG USW.), UM DIE HALTBARKEIT VON BESCHICHTUNGEN UND IHRE ANTI-BIOFILM-WIRKSAMKEIT ZU BESTIMMEN, WENN SIE DIE STRENGE DER INDUSTRIE DURCHLAUFEN. DIE ERGEBNISSE DIESER CHARAKTERISIERUNG WERDEN ES ERMÖGLICHEN, DIE WACHSTUMSMECHANISMEN VON DEPONIERTEN BESCHICHTUNGEN ZU IDENTIFIZIEREN, WIE DIESE MIT BAKTERIENPOPULATIONEN INTERAGIEREN UND WISSEN, WAS DIE EFFEKTIVSTEN UND NACHHALTIGSTEN PHYSIKALISCH-CHEMISCHEN MODIFIKATIONEN SIND, UM EINE GERINGERE PRÄDISPOSITION ZUR MIKROBIELLEN ADHÄSION UND BIOFILMBILDUNG ZU ERHALTEN, DEREN TATSÄCHLICHE WIRKSAMKEIT IM TEILPROJEKT 2 UNTERSUCHT WERDEN SOLL. (German)
9 December 2021
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DE SPECIFIEKE DOELSTELLING VAN SUBPROJECT 1 IS DE IDENTIFICATIE VAN DE MECHANISMEN, VARIABELEN EN WAARDEN DIE WE HEBBEN GEKOZEN VOOR HET DEPOSITIEPROCES MET ONEVENWICHTIGE ATMOSFERISCHE PLASMAPOLYMERISATIE VAN COATINGS VOOR DE WIJZIGING VAN DE FYSISCH-CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN VAN OPPERVLAKKEN EN MATERIALEN DIE IN DE VOEDINGSINDUSTRIE WORDEN GEBRUIKT. VOOR HET AANBRENGEN VAN COATINGS MOET AFZETTINGSTECHNOLOGIE WORDEN GEBRUIKT MET NIET-GEKWANTIFICEERD ATMOSFERISCH PLASMA. IN TEGENSTELLING TOT CONVENTIONELE DEPOSITIETECHNIEKEN (CVD, CHEMISCHE AFZETTING NAT, PLASMA TOT HOGE/LAGE DRUK, ENZ.), IMPLICEERT DE TECHNIEK VAN AFZETTING DOOR PLASMAPOLYMERISATIE BIJ LAGE TEMPERATUUR (KOUD): [A] EEN DROOGAFZETTINGSTECHNIEK WAARBIJ EEN COATING IN ÉÉN FASE WORDT AANGEBRACHT, [B] EEN MILIEUVRIENDELIJK PROCES, AANGEZIEN ER GEEN AFVALCHEMICALIËN WORDEN GEPRODUCEERD, [C] EEN ECONOMISCHE TECHNOLOGIE, AANGEZIEN VERBRUIKSGOEDEREN RELATIEF LAAG ZIJN OMDAT ER COATINGS VAN NANO- OF MICROSCHAALDIKTEN WORDEN TOEGEPAST, [D] EEN AFZETTINGSPROCES DAT ONGEWENSTE VERANDERINGEN IN DE EIGENSCHAPPEN VAN HET SUBSTRAAT VOORKOMT, AANGEZIEN HET WORDT UITGEVOERD BIJ LUCHTDRUK EN BIJ EEN TEMPERATUUR WAARBIJ HET DOELOPPERVLAK NIET HOGER IS DAN 100 °C; EN [E] EEN PROCES VAN EENVOUDIGE CONTROLE, AANGEZIEN DE EIGENSCHAPPEN VAN DE VERKREGEN COATINGS GEMAKKELIJK KUNNEN WORDEN AANGEPAST, AFHANKELIJK VAN HET TYPE VOORLOPER DAT WORDT GEBRUIKT (CHEMISCHE AARD) EN DE PARAMETERS VAN HET PLASMAPOLYMERISATIEPROCES (PLASMAGASSTROOM, PRECURSORSTROOM, PLASMAVERMOGEN, ENZ.). DEZE CONTROLE MAAKT HET MOGELIJK HET OPPERVLAK VAN HET SUBSTRAAT OP EEN SPECIFIEKE MANIER TE VERBETEREN DOOR DE RESTERENDE EIGENSCHAPPEN ONGEWIJZIGD TE HOUDEN. DE MATERIALEN WAAROP DEZE BEKLEDINGSMETHODE IS ONDERZOCHT EN DE EFFECTEN ERVAN OP DE MORFOLOGISCHE EN FYSISCH-CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN VAN HET OPPERVLAK, ZIJN PLATEN EN PLATEN VAN ROESTVRIJ STAAL DIE WORDEN GEBRUIKT IN MACHINES, VERWERKINGSAPPARATUUR, WERKOPPERVLAKKEN EN VERPAKKINGSMATERIAAL VOOR LEVENSMIDDELEN, ALSMEDE ONDERDELEN VERKREGEN DOOR 3D-PRINTEN (PLA OF NYLON) DIE WORDEN GEBRUIKT IN ONDERDELEN, APPARATEN EN GEBRUIKSVOORWERPEN OP AANVRAAG. VOOR EEN VOLLEDIGE FYSISCH-CHEMISCHE KARAKTERISERING VAN DE AANGEBRACHTE COATINGS MOET HET VOLGENDE WORDEN GEBRUIKT: [A] BEELDVORMINGSTECHNIEKEN (SEM EN AFM) VOOR DE IDENTIFICATIE VAN DE MORFOLOGIE VAN AFGESTOTEN DEELTJESSTRUCTUREN, [B] TECHNIEKEN VOOR DE BEPALING VAN OPPERVLAKTENATHEID (OPPERVLAKTE-ENERGIE, WCA EN WSA) VOOR DE IDENTIFICATIE VAN DE INTERACTIEMECHANISMEN VAN COATINGS MET HET WATERIGE MEDIUM WAAR BIOFILMS WORDEN ONTWIKKELD, [C] CHEMISCHE KARAKTERISERINGSTECHNIEKEN (FTIR, XPS EN EDX) VOOR DE BEPALING VAN DE ATOOM- EN MOLECULAIRE STRUCTUUR VAN DE COATINGS EN OM VERSCHIJNSELEN ZOALS ELEKTROSTATISCHE AFSTOTING EN [D] TRIBOLOGICAS-TECHNIEKEN (SLIJTAGETESTS, CORROSIE, HECHTING, ENZ.) OM DE DUURZAAMHEID VAN COATINGS EN HUN ANTI-BIOFILM DOELTREFFENDHEID TE BEPALEN WANNEER ZE DE RIGORS VAN DE INDUSTRIE ONDERGAAN. DE RESULTATEN VAN DEZE KARAKTERISERING ZULLEN HET MOGELIJK MAKEN OM DE GROEIMECHANISMEN VAN GEDEPONEERDE COATINGS TE IDENTIFICEREN, ZOALS DEZE IN WISSELWERKING STAAN MET BACTERIËLE POPULATIES EN OM TE WETEN WAT DE MEEST EFFECTIEVE EN BLIJVENDE FYSISCH-CHEMISCHE WIJZIGINGEN ZIJN OM EEN LAGERE PREDISPOSITIE TE VERKRIJGEN VOOR MICROBIËLE HECHTING EN BIOFILMVORMING, WAARVAN DE WERKELIJKE EFFECTIVITEIT ZAL WORDEN ONDERZOCHT IN SUBPROJECT 2. (Dutch)
17 December 2021
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L'OBIETTIVO SPECIFICO DEL SOTTOPROGETTO 1 È L'INDIVIDUAZIONE DEI MECCANISMI, DELLE VARIABILI E DEI VALORI PER I QUALI ABBIAMO OPTATO PER IL PROCESSO DI DEPOSIZIONE UTILIZZANDO LA POLIMERIZZAZIONE PLASMATICA ATMOSFERICA SQUILIBRATA DEI RIVESTIMENTI PER LA MODIFICA DELLE PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE DELLE SUPERFICI E DEI MATERIALI UTILIZZATI NELL'INDUSTRIA ALIMENTARE. PER L'APPLICAZIONE DI RIVESTIMENTI, LA TECNOLOGIA DI DEPOSIZIONE DEVE ESSERE UTILIZZATA UTILIZZANDO PLASMA ATMOSFERICO NON EQUIVALENTE. A DIFFERENZA DELLE TECNICHE DI DEPOSIZIONE CONVENZIONALI (CVD, DEPOSIZIONE CHIMICA UMIDA, PLASMA AD ALTA/BASSA PRESSIONE, ECC.), LA TECNICA DELLA DEPOSIZIONE MEDIANTE POLIMERIZZAZIONE PLASMATICA A BASSA TEMPERATURA (FREDDA) IMPLICA: [A] UNA TECNICA DI DEPOSIZIONE A SECCO MEDIANTE LA QUALE UN RIVESTIMENTO È APPLICATO IN UN'UNICA FASE, [B] UN PROCESSO RISPETTOSO DELL'AMBIENTE, DAL MOMENTO CHE NON VENGONO PRODOTTE SOSTANZE CHIMICHE DI SCARTO, [C] UNA TECNOLOGIA ECONOMICA, POICHÉ I MATERIALI DI CONSUMO SONO RELATIVAMENTE BASSI POICHÉ SONO APPLICATI RIVESTIMENTI DI SPESSORE NANO O MICRO SCALA, [D] UN PROCESSO DI DEPOSIZIONE CHE IMPEDISCE MODIFICHE INDESIDERATE DELLE PROPRIETÀ DEL SUBSTRATO IN QUANTO EFFETTUATE A PRESSIONE ATMOSFERICA E A UNA TEMPERATURA IN CUI LA SUPERFICIE BERSAGLIO NON SUPERA I 100ºC, E [E] UN PROCESSO DI FACILE CONTROLLO IN QUANTO LE CARATTERISTICHE DEI RIVESTIMENTI OTTENUTI POSSONO ESSERE FACILMENTE MODIFICATE A SECONDA DEL TIPO DI PRECURSORE UTILIZZATO (LA SUA NATURA CHIMICA) E DEI PARAMETRI DEL PROCESSO DI POLIMERIZZAZIONE PLASMATICA (FLUSSO DI GAS AL PLASMA, FLUSSO PRECURSORE, POTENZA PLASMATICA, ECC.). QUESTO CONTROLLO CONSENTE DI MIGLIORARE IN MODO SPECIFICO LA SUPERFICIE DEL SUBSTRATO MANTENENDO INALTERATE LE PROPRIETÀ RIMANENTI. I MATERIALI SU CUI È STATO STUDIATO QUESTO METODO DI RIVESTIMENTO E I SUOI EFFETTI SULLE PROPRIETÀ MORFOLOGICHE E FISICO-CHIMICHE SUPERFICIALI DEVONO ESSERE LAMIERE DI ACCIAIO INOSSIDABILE E LAMIERE DI METALLO UTILIZZATE IN MACCHINARI, APPARECCHIATURE DI LAVORAZIONE, SUPERFICI DI LAVORO E MATERIALE DA IMBALLAGGIO ALIMENTARE, NONCHÉ PARTI OTTENUTE MEDIANTE STAMPA 3D (PLA O NYLON), UTILIZZATE IN COMPONENTI, DISPOSITIVI E UTENSILI SU RICHIESTA. PER UNA CARATTERIZZAZIONE FISICA-CHIMICA COMPLETA DEI RIVESTIMENTI APPLICATI, DEVONO ESSERE UTILIZZATI I SEGUENTI ELEMENTI: [A] TECNICHE DI IMAGING (SEM E AFM) PER L'IDENTIFICAZIONE DELLA MORFOLOGIA DELLE STRUTTURE DI PARTICOLATO DEPOSITATE, TECNICHE [B] PER LA DETERMINAZIONE DELL'UMIDITÀ SUPERFICIALE (ENERGIA SUPERFICIALE, WCA E WSA) PER L'IDENTIFICAZIONE DEI MECCANISMI DI INTERAZIONE DEI RIVESTIMENTI CON IL MEZZO ACQUOSO IN CUI SONO SVILUPPATI BIOFILM, TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE CHIMICA [C] (FTIR, XPS E EDX) PER LA DETERMINAZIONE DELLA STRUTTURA ATOMICA E MOLECOLARE DEI RIVESTIMENTI E PER SPIEGARE FENOMENI QUALI LA REPULSIONE ELETTROSTATICA E LE TECNICHE TRIBOLOGICAS (TEST DI USURA, CORROSIONE, ADESIONE, ECC.) PER DETERMINARE LA DURATA DEI RIVESTIMENTI E LA LORO EFFICACIA ANTI-BIOFILM QUANDO SUBISCONO I RIGORI DELL'INDUSTRIA. I RISULTATI DI QUESTA CARATTERIZZAZIONE PERMETTERANNO DI IDENTIFICARE I MECCANISMI DI CRESCITA DEI RIVESTIMENTI DEPOSITATI, COME QUESTI INTERAGISCONO CON LE POPOLAZIONI BATTERICHE E DI CONOSCERE QUALI SONO LE MODIFICHE FISICO-CHIMICHE PIÙ EFFICACI E DURATURE PER OTTENERE UNA MINORE PREDISPOSIZIONE ALL'ADESIONE MICROBICA E ALLA FORMAZIONE DI BIOFILM, LA CUI REALE EFFICACIA SARÀ STUDIATA NEL SOTTOPROGETTO 2. (Italian)
16 January 2022
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Logroño
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Identifiers
AGL2017-82779-C2-1-R
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