Terne. Lent. Immuable. Comme regarder la peinture sécher.

Mais regardez de plus près cette peinture, jusqu'à l'échelle nanométrique, et il se passe bien plus de choses que vous ne le pensez.

Des chercheurs du laboratoire Gilchrist du P.C. de l'Université Lehigh. Le Rossin College of Engineering and Applied Science observe l'évolution des revêtements à mesure qu'ils sèchent avec une précision microscopique révolutionnaire. Leurs résultats ont été récemment publiés dans Rapports scientifiques .

Les revêtements en couches minces font bien plus qu'embellir les murs. Par exemple, ils peuvent être utilisés comme dispositifs pharmaceutiques dans les films comestibles, similaires à ceux destinés à délivrer des médicaments utilisés pour lutter contre l'épidémie d'opioïdes. Comment ces revêtements sèchent peut changer leurs propriétés, ce qui est particulièrement important pour les films utilisés dans l'administration de médicaments.

Dans leur papier, "Évolution de la microstructure chimique vs mécanique dans le séchage des revêtements colloïdaux et polymères, " les chercheurs de Lehigh ont examiné comment les particules se réorganisent pendant le séchage lorsque leurs interactions sont réglées. Ces particules se sont comportées comme un substitut de l'ingrédient pharmaceutique actif dans un film d'administration de médicament.

L'étudiant diplômé Titiporn Kaewpetch regarde directement à l'intérieur de ces films en utilisant une microscopie confocale à balayage laser à haute vitesse pour prendre des milliers d'images qui donnent des détails à l'échelle nanométrique sur la façon dont les particules s'écoulent et s'assemblent pendant le séchage. Des gigaoctets de données pour chaque film sont rendus pour révéler leur structure 3D, donnant des détails de type simulation sur les processus internes autrement cachés qui se produisent.

Les chercheurs ont découvert que lorsque les particules s'attirent, ils forment un échafaudage qui se déforme et se brise pendant le séchage en raison du mouvement de l'interface supérieure. "La microstructure des particules attractives à chaque point du séchage est liée à l'histoire de l'évolution du film, " dit James Gilchrist, professeur au Département de génie chimique et biomoléculaire. Leur analyse 3D de l'évolution de la microstructure révèle des signatures claires de ce processus tout au long du séchage par rapport à ceux où les particules sont répulsives.

"Dans les systèmes d'administration de médicaments réels, il y a beaucoup d'ingrédients qui interagissent les uns avec les autres, concentration toujours changeante et leurs interactions tout au long du séchage, " dit Gilchrist. " En réduisant ce processus aux ingrédients essentiels, nous pouvons voir ces interactions au fur et à mesure qu'elles se produisent. Cela peut permettre de nouvelles perspectives sur la fabrication de ces films. »