Tedioso. Lento. Inmutable. Como ver la pintura secarse.

Pero mire más de cerca esa pintura, hasta la nanoescala, y están sucediendo muchas más cosas de las que cree.

Investigadores del Laboratorio Gilchrist en P.C. de la Universidad de Lehigh. Rossin College of Engineering and Applied Science está observando la evolución de los recubrimientos a medida que se secan con una precisión innovadora a microescala. Sus resultados fueron publicados recientemente en Informes científicos .

Los recubrimientos de película delgada hacen mucho más que arreglar las paredes. Por ejemplo, se pueden utilizar como dispositivos farmacéuticos en películas comestibles, similares a los que se utilizan para administrar medicamentos utilizados para combatir la epidemia de opioides. La forma en que se secan estos recubrimientos puede cambiar sus propiedades, lo cual es especialmente importante para las películas utilizadas en la administración de fármacos.

En su papel "Evolución de la microestructura química frente a la mecánica en el secado de recubrimientos de coloides y polímeros, “Los investigadores de Lehigh observaron cómo las partículas se reorganizan durante el secado cuando se sintonizan sus interacciones. Estas partículas se comportan como un sustituto del ingrediente farmacéutico activo en una película de administración de fármacos.

El estudiante graduado Titiporn Kaewpetch mira directamente dentro de estas películas utilizando microscopía de escaneo láser confocal de alta velocidad para tomar miles de imágenes que brindan detalles a nanoescala de cómo las partículas fluyen y se ensamblan durante el secado. Se renderizan gigabytes de datos para cada película para revelar su estructura 3-D, dando detalles similares a una simulación sobre los procesos internos que, de otro modo, estarían ocultos.

Los investigadores encontraron que cuando las partículas se atraen entre sí, forman un andamio que se dobla y se rompe durante el secado debido al movimiento de la interfaz superior. "La microestructura de las partículas atractivas en cada punto durante el secado está relacionada con la historia de la evolución de la película, "dice James Gilchrist, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular. Su análisis 3-D de la evolución de la microestructura revela firmas claras de este proceso durante el secado en comparación con aquellos en los que las partículas son repulsivas.

"En los sistemas de administración de fármacos reales, hay muchos ingredientes que interactúan entre sí, siempre cambiando la concentración y sus interacciones durante el secado, "dice Gilchrist." Al reducir este proceso a los ingredientes esenciales, podemos ver estas interacciones a medida que ocurren. Esto puede permitir nuevos conocimientos sobre la fabricación de estas películas ".