新一代气体渗透测量仪器

作为SimPerm项目的一部分，位于德累斯顿的弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所IWS的研究人员开发了一种创新的测量技术，可以可靠地确定薄膜的渗透率。首次可以同时检测水蒸气和氧气的渗透率。

阻隔膜的制造商、用户和开发商现在可以比以前更准确、更实际且更具成本效益地确定有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池、平板电脑、食品和其他空气敏感商品的阻隔膜的透气性.在此基础上，合作伙伴公司将很快建立一类新的仪器，可以普遍测量薄膜的各种阻隔性能。

为了能够在单个设备中同时测量水蒸气渗透率(WVTR)和氧气渗透率(OTR)，FraunhoferIWS的研究人员将用于水蒸气测量的激光二极管光谱与用于氧气测量的动态荧光猝灭结合在单个测量单元中.

一个简单但有效的技巧开始发挥作用，以实现两种渗透物浓度测量的足够低的检测限，也适用于超阻隔膜：氮气脉冲精确控制穿透阻隔层的水蒸气和氧分子的浓度。现在可以通过自动打开和关闭阀门非常精确地控制这种不连续的氮气流。因此，即使是少量的渗透物也会累积到可以通过激光光谱或荧光淬灭检测器可靠测量的水平，前提是保持所有平衡条件。

氮脉冲的相位持续时间和中间的渗透物积累可以调整到几乎任何所需的值。WVTR和OTR测量的检测限不再取决于所使用的传感器，而是取决于测量池的密封。

与此同时，德累斯顿研究所已经为这项新技术申请了专利。“我们希望这种方法能够将渗透测量技术提升到一个新的水平，”FraunhoferIWS的SimPerm项目负责人WulfGrählert博士说。“优势显而易见：我们可以用它来检查任何用于OLED、医药产品或医疗技术应用的阻隔膜的透气性，也可以用于食品，更真实，因此也更可靠，而不必在条款上做出任何妥协样本量或检查温度。”

实验室首次可以在单次操作中使用一台仪器对水蒸气和氧气等典型空气成分进行此类渗透测量，从而降低典型气体渗透测试的资本和运营成本。它还提供有关渗透物突破行为的信息，显示给定量的水蒸气或氧气渗透屏障的速度有多快，或更准确地说，有多慢。最后但同样重要的是，对渗透特性进行可靠的同步分析可以得出关于不同渗透物在通过阻挡层期间如何相互影响的结论。

展望未来，创新的测量技术可能会开辟更多的应用领域。Grählert解释说：“心脏起搏器和其他植入物必须在某些部位特别受到保护，以防止身体受潮。”由于新技术即使在非常小的样品区域也能进行可靠、高灵敏度的综合渗透分析，这极大地促进了新型阻隔膜的开发。

下一步，总部位于德累斯顿的SempaSystemsGmbH计划基于该技术构建面向市场的测量系统。除了FraunhoferIWS和SempaSystemsGmbH之外，总部位于德累斯顿的CREAVACGmbH也是联合项目SimPerm的合作伙伴，该项目现已完成。

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