El polidimetilsiloxano (PDMS) es un polímero amorfo en base inorgánica con grupos pendientes que le imparten hidrofobicidad que es ampliamente utilidado en aplicaciones biomédicas. Debido a la baja energía superficial del PDMS, su adhesión es pobre. En algunas aplicaciones biomédicas (catéteres, prótesis) se requiere adhesión para lo cual se modifica superficialmente. Los plasmas generados en condiciones de no-equilibrio, también llamados plasmas fríos, han sido utilizados en el tratamiento superficial de PDMS para aumentar su energía superficial, pero las modificaciones producidas son poco estables, produciéndose una rápida recuperación de la hidrofobicidad (hydrophobic recovery). La estabilidad de las modificaciones superficiales del PDMS depende de las características del plasma utilizado para su tratamiento, por lo que el objetivo de la tesis doctoral se centra en la utilización de diferentes tipos de plasmas fríos para modificar las propiedades superficiales de PDMS de manera que simultáneamente se aumente su estabilidad y se mejore su adhesión. Otro aspecto innovador en el estudio consiste en la discriminación y optimización de las condiciones de tratamiento con plasma utilizando un diseño estadístico de experimentos, lo que he permitido modelar el efecto del tratamiento con plasma de superficies de PDMS empleando los ángulos de contacto y la química superficial como variables respuesta. Se ha estudiado el efecto de los diferentes tipos de plasma en la hidrofobicidad y la energía superficial del PDMS mediante medidas de ángulo de contacto. Las modificaciones en la química superficial han sido evaluadas usando espectroscopia infrarroja en modo de reflectancia total atenuada (FTIR-ATR) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), mientras que los cambios en la morfología y nanorugosidad superficial se monitorizaron usando microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Las propiedades de adhesión del PDMS se evaluaron mediante ensayos de adhesión en pelado en T y de cizalla a solape simple, utilizando un adhesivo sensible a la presión (PSA) en base acrílica para uso médico. Estas propiedades fueron además monitorizadas en función del tiempo tras el tratamiento con plasma para determinar la estabilidad de las modificaciones producidas. En general, el tratamiento superficial de PDMS con plasma produce oxidación de las cadenas de polisiloxano por sustitución de los grupos metilo por grupos hidroxilo, lo que aumenta la polaridad y la energía superficial, incrementando las propiedades de adhesión. Se produce el entrecruzamiento de cadenas mediante condensación de los grupos hidroxilo, formando una delgada capa superficial con estructura de sílice. Cuando las características del plasma son demasiado agresivas aparecen grietas superficiales favoreciendo la recuperación hidrofóbica por difusión de especies apolares desde el seno del PDMS hacia la superficie, así como por la reorientación de los nuevos grupos polares en la superficie hacia el seno del material. Este fenómeno se minimiza optimizando las condiciones de tratamiento empelando un diseño estadístico de experimentos. En sistemas de generación de plasma a baja presión, tratamientos con baja potencia durante largos tiempos mejoran la funcionalización de la superficie del PDMS, y el uso de mezclas de argón y oxígeno como gas plasmógeno resulta más efectivo que el empleo de los gases puros; la presión de trabajo tiene un papel fundamental en la estabilidad de las modificaciones producidas. En sistemas de antorcha de plasma atmosférico el tiempo de tratamiento y la distancia de la boquilla a la superficie son los parámetros más relevantes en la oxidación superficial del PDMS, mientras que en sistemas de plasma atmosférico de doble barrera dieléctrica, el voltaje, el tiempo de tratamiento y la distancia entre electrodos son las variables críticas en la efectividad del tratamiento superficial. Finalmente, la deposición de monómeros mediante antorcha de plasma permite generar nanoestructuras superficiales en el PDMS aportándole características de superhidrofobicidad.

El presente trabajo de investigación está orientado a la mejora de la fragmentación de rocas de la zona de Machu Picchu, la misma que se encuentra en el tajo Santa rosa de la Empresa Administradora Cerro S.A.C. Mediante el diseño de la malla de perforación, se considera la modificación de los parámetros como longitud y diámetro de taladro, así mismo con la aplicación de la nueva tecnología plasma. Se usó esta innovadora opción por tener como limitación la cercanía de zona urbana a unos 120 metros aproximadamente del proyecto. Aunque esta nueva opción permitía cumplir con la norma, no logró ser idóneo por los resultados en la fragmentación del macizo rocoso, generando un 64% de bancos mayores de 18''. Con este indicador se debió usar equipos adicionales generando un aumento en los costos operativos. Por consiguiente, se desarrollaron diversas pruebas con las mallas de perforación, y con la distribución de carga, considerando el tipo del macizo rocoso del proyecto, siendo Regular B, con RMR 49. Al finalizar el análisis de esta información se diseñó la propuesta de solución que consistió en la modificación de los parámetros de la malla de perforación, adecuados como el burden, espaciamiento, y altura de los taladros de producción. En el desarrollo del presente trabajo se tuvo resultados favorables en la disminución del tamaño de las rocas obtenidas después del disparo. / This research work aimed at improving rock fragmentation in the Machu Picchu area, the same one that found in the Santa Rosa Tagus of Empresa Administradora Cerro S.A.C. Through the design of the perforation mesh, consideration and modification of the parameters such as length and diameter of the hole, applying the new plasma technology. This innovative option used because it limited by the proximity of an urban area approximately 120 meters from the project. Although this new option allowed us to comply with the standard, it was not suitable due to the results in the fragmentation of the rocky massif, generating 64 % of banks larger than 18". With this indicator, additional equipment had to used, generating an increase in operating costs. Consequently, various tests developed with the drilling meshes and with the load distribution, considering the type of the rocky massif of the project, being Regular B, with RMR 49. At the end analysis of this information, the solution proposal was designed which consisted of modifying the parameters of the drilling mesh, suitable as the burden, spacing, and height of the production holes. In the development of the present work, favorable results were obtained in the reduction of the size of the rocks obtained after the shot. / Tesis

Textilindustrin har under de senaste åren vidtagit drastiska åtgärder för att ställa om till en mer hållbar industri och därav möta målen för Agenda 2030. Denna undersökning syftar till att förbättra den resurssnåla hydrauliska sprayteknikens infärgning på ullvävar med hjälp av två resurssnåla förbehandlingar, plasmateknologi och ultraljudsbad. Färgklasser som används är syrafärg och reaktivfärg. Efter litteratursökning har försök utfärdats för att optimera de båda metoderna med ändamål att en mer intensiv och jämnt fördelad färg ska framträda. Inställningar gällande både ultraljudsbehandlingen och plasmateknologin diskuteras såväl som möjligheten till att effektivisera färgrecepten. Resultaten presenteras efter utförda tester på vätbarhet och färgmätningar innefattandes färgförändring och färgstyrka. Underlagen för signifikanta skillnader är bristfälliga men vissa tendenser på förbättring gällande alla avseenden kan urskiljas, dock utan slutsats om optimala inställningar. Bäst effekt återfinns i färgstyrkan för båda behandlingarna oavsett färgklass. Tas däremot alla tester i beaktande dras slutsatsen att plasmabehandlingen bäst möter de optimala egenskaperna som ullvävarna bör anta för en godtagbar infärgning. Vätbarhet, som syftar till materialets hydrofilitet, visar på betydligt bättre resultat för de plasmabehandlade proverna än för ultraljudsbehandlade, dock inte i den mån för att tillgodose problemet. Trots detta har de båda förbehandlingarna potential till att uppfylla syftet med studien, men ytterligare forskning och vidare tester krävs för att kunna implementera dessa i industrin. / In recent years, the textile industry has taken drastic measures to transition to a more sustainable industry and thus meet the goals of the 2030 Agenda. This study aims to improve the resource efficient hydraulic spray dyeing technique on wool fabrics using two resource efficient pretreatments: plasma technology and ultrasonic bath. The dyes used are acid dyes and reactive dyes. After a literature review, lab tests have been conducted to optimize both methods with the aim of producing a more intense and evenly distributed colour. The settings of both the ultrasonic and the plasma treatment are discussed as well as the possibility of streamlining the colour recipes. The results are presented after performing wettability tests and colour measurements including colour change and colour strength. There is no evidence for significant differences but tendencies for improvement in all aspects can be differenciated, however without a conclusion on optimal settings. The best effect is found in regards the colour strength for both treatments irrespective of dye class. However, if all tests are taken into account, it can be concluded that the plasma treatment meets the optimum properties that wool fabrics should adopt for an acceptable dyeing. Wettability, which refers to the hydrophilicity of the material, shows significantly better results for the plasma treated samples than for the ultrasonic treated ones, although not to the extent of satisfying the problem. Nevertheless, both pretreatments have the potential to fulfill the purpose of the study, but further research and testing is required to implement them in the industry.

Die Oberflächenmodifizierung mittels Plasma bei Atmosphärendruck ist eine bekannte und etablierte Technologie. Sie gewinnt aktuell aufgrund der rasant wachsenden Markt- und Entwicklungsnachfrage im Automotive- und Luftfahrttechnikbereich mit deren hohen Anforderungen an Neuentwicklungen auf dem Gebiet der Leichtbau-Komposite immer mehr an Bedeutung. Forderungen, die oftmals an die eingesetzten Plasmaquellen gestellt werden, sind (a) die Behandlungsmöglichkeit großer Oberflächen bei (b) gleichzeitig variierenden Arbeitsabständen von einigen Zentimetern für die Bearbeitung fertiger Bauteilgruppen, (c) die Einsatzmöglichkeit verschiedenster Prozessgase für die Erzeugung einer Vielzahl von spezifischen funktionellen Oberflächengruppen sowie (d) die Integration der Plasmaquelle in die Prozesskette z. B. in Form der Installation an einem Roboterarm. Diese Anforderungen werden derzeit nur durch die LARGE-Plasmaquelle (Long Arc Generator), eine lineare Gleichspannungslichtbogen-Plasmaquelle, erfüllt. Mit ihr sind Flächen auf einer Breite bis zu 350 mm bei Prozessgeschwindigkeiten von bis zu 100 m min-1 bearbeitbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Einsatzgebiete der LARGE-Plasmatechnologie aufzuzeigen und sie zur Industriereife für großflächige Oberflächenmodifizierungen zu entwickeln. Dazu erfolgte eine Optimierung und Weiterentwicklung der Plasmaquelle, konkret dem Elektroden- und Gasverteilerdesign sowie der Stromversorgung. So wurde dem Stromgenerator erstmalig ein PPS-Modul (Puls-Power-Supply-Modul) zur Reglung des Stromes zugeschaltet. Mit diesem wird der Lichtbogenstrom in eine hochfrequente 20 kHz-Schwingung versetzt. Der Strom schwankt dadurch um eine Amplitude von ± 5 – 20 A. Das verhindert ein Festbrennen des Lichtbogenfußpunktes auf der Elektrode und führt so zur Stabilisierung des Lichtbogens. Durch die Plasmaquellenoptimierung und –weiterentwicklung konnte der Argonanteil vollständig reduziert und erstmals 100 % Druckluft als Plasmagas verwendet werden. Um das Potenzial der LARGE-Plasmaquelle für die großflächige Oberflächenmodifizierung zu demonstrieren, wurden vier konkrete Anwendungen aus der Industrie ausgewählt. So wurden zum einen zwei Beispiele aus der Luftfahrttechnik zum strukturellen Kleben mit epoxidharzbasiertem Klebstoffsystem betrachtet und systematisch untersucht: die SiO2-Schichtabscheidung zur Verbesserung der Haftung der Titanlegierungen Ti-6Al-4V und Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al und die Plasmabehandlung von CFK zur Umwandlung von silikonbasierten Trennmittelrückständen zur Verbesserung der Adhäsion beim Kleben. Es konnte gezeigt werden, dass mit der LARGE-Plasmatechnologie zwei Materialgruppen erfolgreich plasmabehandelt werden können. Damit ist sie derzeit das einzige Plasmaverfahren bei Atmosphärendruck, mit dem SiO2-Haftvermittlerschichten auf Titanlegierungen sowie eine Trennmittelmodifizierung auf CFK-Oberflächen mit einem variablen Arbeitsbereich von 2 - 6 cm erfolgreich abgeschieden bzw. umgewandelt werden können. Zum anderen wurden zwei Beispiele aus dem Automotivbereich untersucht und der erfolgreiche Einsatz der LARGE-Plasmatechnologie demonstriert: die Plasmafunktionalisierung von Polypropylen zur Verbesserung der Adhäsion von wasserbasierten Lacken sowie die Plasmafeinreinigung und Entfettung von Aluminium. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit zur großflächigen Atmosphärendruck-Oberflächenmodifizierung wurde ein Mobiler LARGE für den Einsatz vor Ort aufgebaut. Mit ihm wird die Marktreife und Konkurrenzfähigkeit dieser Plasmaquelle demonstriert.

Die Oberflächenmodifizierung mittels Plasma bei Atmosphärendruck ist eine bekannte und etablierte Technologie. Sie gewinnt aktuell aufgrund der rasant wachsenden Markt- und Entwicklungsnachfrage im Automotive- und Luftfahrttechnikbereich mit deren hohen Anforderungen an Neuentwicklungen auf dem Gebiet der Leichtbau-Komposite immer mehr an Bedeutung. Forderungen, die oftmals an die eingesetzten Plasmaquellen gestellt werden, sind (a) die Behandlungsmöglichkeit großer Oberflächen bei (b) gleichzeitig variierenden Arbeitsabständen von einigen Zentimetern für die Bearbeitung fertiger Bauteilgruppen, (c) die Einsatzmöglichkeit verschiedenster Prozessgase für die Erzeugung einer Vielzahl von spezifischen funktionellen Oberflächengruppen sowie (d) die Integration der Plasmaquelle in die Prozesskette z. B. in Form der Installation an einem Roboterarm. Diese Anforderungen werden derzeit nur durch die LARGE-Plasmaquelle (Long Arc Generator), eine lineare Gleichspannungslichtbogen-Plasmaquelle, erfüllt. Mit ihr sind Flächen auf einer Breite bis zu 350 mm bei Prozessgeschwindigkeiten von bis zu 100 m min-1 bearbeitbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Einsatzgebiete der LARGE-Plasmatechnologie aufzuzeigen und sie zur Industriereife für großflächige Oberflächenmodifizierungen zu entwickeln. Dazu erfolgte eine Optimierung und Weiterentwicklung der Plasmaquelle, konkret dem Elektroden- und Gasverteilerdesign sowie der Stromversorgung. So wurde dem Stromgenerator erstmalig ein PPS-Modul (Puls-Power-Supply-Modul) zur Reglung des Stromes zugeschaltet. Mit diesem wird der Lichtbogenstrom in eine hochfrequente 20 kHz-Schwingung versetzt. Der Strom schwankt dadurch um eine Amplitude von ± 5 – 20 A. Das verhindert ein Festbrennen des Lichtbogenfußpunktes auf der Elektrode und führt so zur Stabilisierung des Lichtbogens. Durch die Plasmaquellenoptimierung und –weiterentwicklung konnte der Argonanteil vollständig reduziert und erstmals 100 % Druckluft als Plasmagas verwendet werden. Um das Potenzial der LARGE-Plasmaquelle für die großflächige Oberflächenmodifizierung zu demonstrieren, wurden vier konkrete Anwendungen aus der Industrie ausgewählt. So wurden zum einen zwei Beispiele aus der Luftfahrttechnik zum strukturellen Kleben mit epoxidharzbasiertem Klebstoffsystem betrachtet und systematisch untersucht: die SiO2-Schichtabscheidung zur Verbesserung der Haftung der Titanlegierungen Ti-6Al-4V und Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al und die Plasmabehandlung von CFK zur Umwandlung von silikonbasierten Trennmittelrückständen zur Verbesserung der Adhäsion beim Kleben. Es konnte gezeigt werden, dass mit der LARGE-Plasmatechnologie zwei Materialgruppen erfolgreich plasmabehandelt werden können. Damit ist sie derzeit das einzige Plasmaverfahren bei Atmosphärendruck, mit dem SiO2-Haftvermittlerschichten auf Titanlegierungen sowie eine Trennmittelmodifizierung auf CFK-Oberflächen mit einem variablen Arbeitsbereich von 2 - 6 cm erfolgreich abgeschieden bzw. umgewandelt werden können. Zum anderen wurden zwei Beispiele aus dem Automotivbereich untersucht und der erfolgreiche Einsatz der LARGE-Plasmatechnologie demonstriert: die Plasmafunktionalisierung von Polypropylen zur Verbesserung der Adhäsion von wasserbasierten Lacken sowie die Plasmafeinreinigung und Entfettung von Aluminium. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit zur großflächigen Atmosphärendruck-Oberflächenmodifizierung wurde ein Mobiler LARGE für den Einsatz vor Ort aufgebaut. Mit ihm wird die Marktreife und Konkurrenzfähigkeit dieser Plasmaquelle demonstriert.

In this thesis, the author deals with a topic focusing on use of plasma screens and plasma technologies in contemporary news channel CT24 broadcasting. The thesis is contained of theoretical and practical part. In the theoretical part, the author summarizes existing findings of the television news field. The theoretical part includes a basic definition of television news and its subsequent changes, primarily because of digitalization process. In the connection with digitalization, the author also deals with new formats of television news, such as TV graphics. In the second half of theoretical part, the author focuses on characteristics of Czech Television and CT24 news channel. It contains of brief description of programs and studies, from which CT24 broadcasts, and which are closely related to use of plasma technologies. In the practical part, the author then focuses on the specific use of plasma technologies in the broadcast of CT24 channel. First, the author offers a basic division of what these elements are used for in broadcasting. Based on his own experience and interviews with Czech Television staff, he then describes the use of plasma technologies in individual programs and studios and offers their comparison.