I ricercatori di A*STAR hanno utilizzato metodi di nanoimprinting per realizzare film polimerici modellati con topografia superficiale ispirata a quella di un petalo di rosa, producendo una gamma di film trasparenti con elevate forze di ritenzione dell'acqua.

Una superficie alla quale aderisce una goccia d'acqua, anche quando è capovolto, è descritto come avente forti caratteristiche di ritenzione dell'acqua. Un petalo di rosa e una foglia di loto sono entrambi superidrofobici, tuttavia, le differenze nelle loro proprietà di intrappolamento dell'acqua fanno sì che una goccia d'acqua si attacchi a un petalo di rosa ma rotoli via da una foglia di loto. I due tipi di foglie differiscono nella loro topografia superficiale su micro e nanoscala e sono questi dettagli topografici che alterano la forza di ritenzione dell'acqua. Il petalo di rosa si è distribuito quasi uniformemente, sporgenze in microscala di forma conica con pieghe su nanoscala su queste sporgenze, mentre la foglia di loto ha protuberanze su microscala distribuite casualmente.

Le superfici stampate sviluppate da Jaslyn Law e dai colleghi dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering e della Singapore University of Technology and Design hanno modelli uniformemente distribuiti di sporgenze su nanoscala di forma conica o parabolica. I ricercatori hanno scoperto che le forze di intrappolamento dell'acqua su queste superfici a motivi continui erano molto maggiori rispetto alle superfici non modellate e alle superfici composte da strutture nanopillari isolate o reticoli su scala nanometrica. Potrebbero quindi ottenere elevate forze di intrappolamento dell'acqua modellando le nanoprotrusioni su film polimerici con una gamma di diverse idrofobicità non modellate, compreso il policarbonato, poli(metilmetacrilato) e polidimetilsilossano (vedi immagine).

"Altri metodi che ricreano l'effetto di ritenzione dell'acqua hanno utilizzato veri petali di rosa come stampo, ma a meno che non si presti particolare cura, è probabile che ci siano difetti e incongruenze nel modello ricreato, ", afferma il coautore Andrew Ng. "Mentre gli approcci dal basso verso l'alto per creare modelli, ad esempio, ablazione laser, spray a fiamma liquida o deposizione di vapore chimico:sono più coerenti, questi metodi sono limitati nei tipi di modelli che possono essere utilizzati e nella scala con cui un substrato può essere modellato".

In contrasto, i metodi di nanoimprinting sono in grado di fabbricare superfici versatili e su larga scala, e può essere combinato con tecniche roll-to-roll, quindi potenzialmente consentendo applicazioni più commerciali.

È stato anche dimostrato che le superfici in policarbonato modellate riducono l'effetto "anello di caffè":il film depositato in modo non uniforme lasciato all'evaporazione di una goccia carica di soluto. Questa mitigazione dell'effetto dell'anello di caffè può aiutare le tecnologie microfluidiche e, più generalmente, le superfici modellate potrebbero essere utilizzate nelle regioni aride per la raccolta della rugiada o in applicazioni antigoccia come nelle serre.