Noioso. Lento. Immutabile. Come guardare la vernice secca.

Ma dai un'occhiata più da vicino a quella vernice, fino alla nanoscala, e c'è molto di più in corso di quanto tu possa pensare.

I ricercatori del Gilchrist Laboratory nel PC della Lehigh University Il Rossin College of Engineering and Applied Science sta osservando l'evoluzione dei rivestimenti mentre si asciugano con una precisione rivoluzionaria su microscala. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati in Rapporti scientifici .

I rivestimenti a film sottile fanno molto di più che abbellire le pareti. Per esempio, possono essere utilizzati come dispositivi farmaceutici in film commestibili, simili a quelli per somministrare farmaci usati per combattere l'epidemia di oppiacei. Come questi rivestimenti si asciugano possono cambiare le loro proprietà, che è particolarmente importante per i film utilizzati nella somministrazione di farmaci.

Nella loro carta, "Evoluzione della microstruttura chimica rispetto a quella meccanica nell'essiccazione dei rivestimenti colloidali e polimerici, " i ricercatori di Lehigh hanno osservato come le particelle si riorganizzano durante l'essiccazione quando le loro interazioni sono sintonizzate. Queste particelle si sono comportate come un surrogato dell'ingrediente farmaceutico attivo in un film di somministrazione di farmaci.

Lo studente laureato Titiporn Kaewpetch guarda direttamente all'interno di queste pellicole utilizzando la microscopia a scansione laser confocale ad alta velocità per acquisire migliaia di immagini che forniscono dettagli su scala nanometrica di come le particelle scorrono e si assemblano durante l'essiccazione. Gigabyte di dati per ogni film vengono renderizzati per rivelare la loro struttura 3-D, fornendo dettagli simili a simulazioni sui processi interni altrimenti nascosti che accadono.

I ricercatori hanno scoperto che quando le particelle si attraggono, formano un'impalcatura che si deforma e si rompe durante l'asciugatura a causa del movimento dell'interfaccia superiore. "La microstruttura per le particelle attraenti in ogni punto durante l'essiccazione è legata alla storia dell'evoluzione del film, "dice James Gilchrist, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare. La loro analisi 3D dell'evoluzione della microstruttura rivela chiare firme di questo processo durante l'essiccazione rispetto a quelli in cui le particelle sono repulsive.

"Nei sistemi di somministrazione dei farmaci reali, ci sono molti ingredienti che interagiscono tra loro, sempre cambiando concentrazione e le loro interazioni durante l'essiccazione, " dice Gilchrist. "Riducendo questo processo agli ingredienti essenziali, possiamo vedere queste interazioni mentre accadono. Ciò potrebbe consentire nuove intuizioni sulla produzione di questi film".