Onderzoekers van de Universiteit van Osaka en Crystal Optics Inc., ontwikkelde een fabricagemethode voor structuren op nano- en microschaal. Deze technologie heeft de controle over de bevochtigbaarheid van een oppervlak mogelijk gemaakt door geavanceerde oppervlaktemicrostructuur en functionele oppervlaktefilms te combineren.

In tegenstelling tot conventionele dure productieprocessen, deze technologie heeft een goedkoop productieproces mogelijk gemaakt dat technologieën van fijne vormoverdracht combineert, film vorming, en selectieve dunne film verwijderen. Deze technologie zorgt voor gemakkelijke toegang tot regeneratieve geneeskunde, weefsel engineering, biomarkers, en DNA-testen, en leiden tot toepassing op nieuwe velden, zoals fotoregulatie.

Conventionele microreactoren werden geproduceerd met behulp van fotolithografie, een proces dat wordt gebruikt bij de fabricage van halfgeleiderapparaten, printplaten, drukplaten, de panelen van de vloeibare kristalvertoning, en plasmaschermen. Het proces vereiste dure productiemachines; echter, de productiviteit was laag.

Deze groep heeft de goedkope productie van hoogwaardige microstructuren bereikt, zoals microreactoren (Figuur 1) en celkweekschalen, door Water-CARE (katalysator-gerefereerde etsen) toe te passen, waarmee chemisch etsen van uitsteeksels aan het oppervlak mogelijk is, tot fijne vormoverdracht en dunnefilmcoatingtechnologie.

Het Water-CARE-apparaat (Figuur 2) heeft dezelfde samenstelling als conventionele polijstapparaten, maar een 100 nm dikke film van platina of nikkel, die als katalysator fungeert, wordt afgezet op het oppervlak van een polijstkussen. Bij conventionele polijstmethoden uitsteeksels van een monster worden bij voorkeur verwijderd, waardoor een glad oppervlak ontstaat in het proces waarbij een polijstkussen het oppervlak wrijft in bewerkingsvloeistof die schuurkorrels en chemische middelen bevat.

Anderzijds, in Water-CARE, het oppervlak van het monster wordt alleen met water geëtst zonder slurry te gebruiken. Omdat een chemische reactie wordt geïnduceerd wanneer het oppervlak van een katalysator dicht bij het monster komt door watermoleculen op atomair niveau, zoals in het geval van conventionele polijstmethoden, het etsen vindt bij voorkeur plaats bij uitsteeksels op het monster waar de katalysator in contact komt met het oppervlak van het polijstkussen, waardoor een glad oppervlak ontstaat.

Deze technologie maakt geen gebruik van schuurkorrels of chemische middelen. Omdat machinale bewerking alleen met water wordt gedaan, aan de eisen van een cleanroom wordt voldaan. Dit is een milieuvriendelijke bewerkingstechniek die geen industrieel afval genereert.

Conventionele technologieën vereisten veel processen en nauwkeurige controle - een blootgestelde hydrofiele coatingfilm werd geëtst met gemaskeerde groeven en de maskeringslaag werd later verwijderd, en een extra hydrofiele coatingfilm op uitsteeksels werd verwijderd door precisiepolijsten terwijl de hoeveelheid polijsting werd gecontroleerd.

Door Water-CARE te gebruiken, deze groep bereikte een zeer gemakkelijke en goedkope productiemethode. In Water-CARE, alleen water wordt gebruikt als bewerkingsvloeistof en schurende deeltjes gaan niet in groeven, er is dus een voordeel dat de belasting op het volgende reinigingsproces wordt verminderd.

Professor Yamauchi zei:"Het wordt mogelijk om goedkope productie van oppervlakken met verschillende functies te realiseren, zoals de functie om de bevochtigbaarheid van het oppervlak te regelen, evenals licht- en wrijvingscoëfficiënten, door gebruik te maken van onze revolutionaire onderzoeksresultaten. Vooruit gaan, onze technologie zal nuttig zijn bij het uitvoeren van DNA-testen voor kanker thuis, ziekten, en aandoeningen. Het zal ook leiden tot de ontwikkeling van regeneratieve geneeskunde en biotechnologie, bijdragen aan energiebesparing en energieopwekking door het gebruik van zonnebatterijen die het energieverlies verminderen."