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显微镜技术揭示了涂层干燥后的纳米级细节

无聊慢。不变。就像看着油漆变干一样。但是,仔细研究一下这种涂料(一直到纳米级),发生的事情比您想象的要多得多。Lehigh大学PC Rossin工程与应用科学学院Gilchrist实验室的研究人员正在观察具有开创性的微米级精度的干燥涂层的演变。他们的结果最近发表在《科学报告》上。

薄膜涂料的作用远不止是修整墙壁。例如,它们可以用作可食用薄膜中的制药设备,类似于输送用于抵抗阿片类药物流行的药物的设备。这些涂层如何干燥会改变其性能,这对于用于药物输送的薄膜尤为重要。

Lehigh的研究人员在论文《干燥胶体和聚合物涂层中化学与机械微观结构的演变》中,研究了在调节相互作用时,颗粒在干燥过程中如何重排自身。这些颗粒充当药物递送膜中活性药物成分的替代物。

研究生Titiporn Kaewpetch使用高速共聚焦激光扫描显微镜直接观察这些薄膜内部,以拍摄成千上万张图像,这些图像提供了干燥过程中颗粒如何流动和聚集的纳米级细节。每部电影的千兆字节数据都会呈现出来,以揭示其3-D结构,从而为发生的其他隐藏内部过程提供类似模拟的细节。

研究人员发现,当颗粒相互吸引时,它们会形成一个支架,该支架在干燥过程中会由于顶部界面的运动而弯曲并破裂。化学和生物分子工程学系教授詹姆士·吉尔克里斯特(James Gilchrist)说:“干燥过程中每个点上有吸引力的颗粒的微观结构都与薄膜的发展历史有关。”他们对微观结构演变的3-D分析表明,与那些具有排斥力的颗粒相比,整个干燥过程明显具有这一特征。

吉尔克里斯特说:“在真正的药物输送系统中,有很多成分相互影响,在整个干燥过程中浓度总是不断变化,它们之间的相互作用也不断变化。”“通过将这一过程简化为基本成分,我们可以看到这些相互作用的发生。这可能为制造这些胶片提供新的见解。”

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