Forskare producerar bikakeformade filmer med ett tillvägagångssätt som efterliknar vad som händer när vi andas på en glasyta. Filmerna har potentiell användning i många applikationer, från vävnadsregenerering och bio-sensing till solceller, förklarar en artikel i tidningen Vetenskap och teknik för avancerade material .

Tohoku-universitetets materialvetare Hiroshi Yabu granskade den senaste forskningen om tillverkning av bikakefilmer med hjälp av andningsfigurtekniken. Denna teknik bygger på år av forskning för att förstå vad som händer när en andedimma bildas på en glasyta, och hur daggdroppar bildas.

Vattendroppar kondenserar när fuktig luft förs över vissa ämnen blandade med lösningsmedel. De bildar en mycket enhetlig, tätt packad matris och sjunka in i ämnet. När lösningsmedlet sedan avdunstar, en porös, bikakeformade filmformer.

Dessa bikakefilmer har ett brett spektrum av möjliga tillämpningar beroende på deras individuellt unika egenskaper. Till exempel, avskalning av en bikakefilm från en kiselskiva leder till bildandet av nanostorlekar på skivan, gör det "antireflekterande"; en egenskap som kan användas för att förbättra solcellernas effektivitet.

Filmerna kan också användas som byggnadsställningar för vävnadsregenerering. Forskning pågår för att utveckla biologiskt nedbrytbara bikakefilmer med egenskaper som uppmuntrar tillväxt av specifika typer av celler och vävnader.

"Produktionen av bikakefilmer kan utföras i industriell skala, kraftigt bredda sina möjliga tillämpningar inom områden som optik, fotonik, ytvetenskap, bioteknik, och regenerativ medicin, "Säger Yabu.

Forskare undersöker olika ämnen och tillverkningstekniker för att göra dessa filmer för olika ändamål. Till exempel, avsättning av metaller på redan formade bikakefilmer kan förändra deras egenskaper, som att göra dem ledande för värme och elektricitet. I kontrast, filmer tillverkade av polyjonkomplex av polyaminsyror tål värme. Filmer som innehåller "fotokroma" föreningar ändrar färg när de utsätts för ljus. Mycket vattenavvisande filmer kan tillverkas med en typ av fluorbaserade sampolymerer.

Forskare experimenterar också med att ändra filmernas former genom att sträcka och krympa dem, och med sätt att kontrollera vattendroppar och den resulterande porstorleken och formen. Till exempel, tillsats av nanopartiklar eller justering av luftflödesriktningen över torklösningen leder till elliptiska porer, snarare än runda.