ブレス・フィギュア自己組織化とは、水滴の凝縮によってハニカム状の微細ポリマーパターンが形成される自己組織化プロセスである。「ブレス・フィギュア」とは、水蒸気が冷たい表面と接触したときに発生する霧のことである。[1] [2] [3]近代において、ブレス・フィギュアにおける水の凝縮過程の体系的な研究は、エイトケン[4] [5]やレイリー[ 6] [7]らによって行われた。半世紀後、ブレス・フィギュア形成への関心は、大気プロセス研究の観点から再燃し、特に複雑な物理過程であることが判明した露形成の広範な研究が行われた。露形成の実験的および理論的研究は、ベイセンス[8] [9] [10]によって行われた。ブレス・フィギュアに着想を得たポリマーパターンの形成を理解する上で重要な、露形成の熱力学的および運動学的側面については、本稿でさらに詳しく説明する。
呼吸模様の応用における画期的な進歩は、1994～1995年にWidawski、François、Pitoisが呼吸模様凝縮プロセスを使用して、自己組織化されたマイクロスケールのハニカム形態を持つポリマーフィルムの製造を報告したときに達成されました。[11] [12]報告されたプロセスは、湿度にさらされた急速に蒸発したポリマー溶液に基づいていました。[13] [14] [15]マイクロパターン化された表面の製造に関連する実験技術の概要は、参考文献1に記載されています。典型的な呼吸模様からヒントを得たハニカムパターンを表す画像を図1に示します。
このプロセスに関係する主な物理的プロセスは、1)ポリマー溶液の蒸発、2)水滴の核生成、3) 水滴の凝縮、4) 液滴の成長、5) 水の蒸発、6) 最終的な微細多孔性パターンを生じるポリマーの凝固である。[16]この実験技術により、秩序だった階層的なハニカム表面パターンを得ることができる。[13] [16]ドロップキャスティング、ディップコーティング、スピンコーティングなど、さまざまな実験技術が、呼吸模様の自己組織化誘起パターンの形成にうまく利用されてきた。[2] [15]さまざまなパターン形態と階層的デザインを実現するための適応技術も開発されている。[17]細孔の特徴的な寸法は通常 1 μm に近いが、大規模なパターンの特徴的な横方向の寸法は約 10～50 μm である。[2]
参照
参考文献
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