Tråkig. Långsam. Oföränderlig. Som att se färgen torka.

Men ta en närmare titt på den färgen - ända ner till nanoskala - och det händer mycket mer än du kanske tror.

Forskare vid Gilchrist Laboratory i Lehigh University's P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science observerar utvecklingen av beläggningar när de torkar med banbrytande mikroskala precision. Deras resultat publicerades nyligen i Vetenskapliga rapporter .

Tunna filmbeläggningar gör mycket mer än att piffa upp väggar. Till exempel, de kan användas som farmaceutiska anordningar i ätbara filmer, liknande dem för att leverera läkemedel som används för att bekämpa opioidepidemin. Hur dessa beläggningar torkar kan ändra deras egenskaper, vilket är särskilt viktigt för filmer som används vid läkemedelsleverans.

I deras papper, "Kemisk kontra mekanisk mikrostrukturutveckling vid torkning av kolloid- och polymerbeläggningar, "Lehigh -forskarna tittade på hur partiklar omorganiserar sig under torkning när deras interaktioner är inställda. Dessa partiklar betedde sig som en surrogat för den aktiva farmaceutiska ingrediensen i en läkemedelsleveransfilm.

Doktorand Titiporn Kaewpetch ser direkt in i dessa filmer med hjälp av höghastighetskonfokal laserscanningmikroskopi för att ta tusentals bilder som ger nanoskala detaljer om hur partiklar flyter och samlas under torkning. Gigabyte data för varje film återges för att avslöja deras 3D-struktur, ger simuleringsliknande detaljer om de annars dolda interna processerna som händer.

Forskarna fann att när partiklar lockar varandra, de bildar en byggnadsställning som spännes och går sönder under torkning på grund av rörelsen i det övre gränssnittet. "Mikrostrukturen för attraktiva partiklar vid varje tidpunkt under torkning är relaterad till filmutvecklingens historia, "säger James Gilchrist, professor vid Institutionen för kemisk och biomolekylär teknik. Deras 3D-analys av mikrostrukturutvecklingen avslöjar tydliga signaturer av denna process under hela torkningen jämfört med de där partiklar är frånstötande.

"I riktiga läkemedelsleveranssystem, det finns många ingredienser som interagerar med varandra, förändrar alltid koncentrationen och deras interaktioner under torkning, "säger Gilchrist." Genom att reducera denna process till de viktiga ingredienserna, vi kan se dessa interaktioner när de händer. Detta kan möjliggöra ny insikt i tillverkningen av dessa filmer. "