A*STAR-onderzoekers hebben nano-imprintmethoden gebruikt om polymeerfilms met patronen te maken met een oppervlaktetopografie die is geïnspireerd op die van een rozenblaadje, produceren van een reeks transparante films met hoge watervasthoudkrachten.

Een oppervlak waaraan een waterdruppel hecht, zelfs als het ondersteboven staat, wordt beschreven als met sterke watervastheidskenmerken. Een rozenblaadje en een lotusblad zijn beide superhydrofoob, toch zorgen verschillen in hun watervasthoudende eigenschappen ervoor dat een waterdruppel aan een rozenblaadje blijft kleven, maar van een lotusblad rolt. De twee bladtypes verschillen in hun oppervlaktetopografie op micro- en nanoschaal en het zijn deze topografische details die de waterpinkracht veranderen. Het rozenblaadje is bijna gelijkmatig verdeeld, conisch gevormde uitsteeksels op microschaal met vouwen op nanoschaal op deze uitsteeksels, terwijl het lotusblad willekeurig verdeelde uitsteeksels op microschaal heeft.

De bedrukte oppervlakken die zijn ontwikkeld door Jaslyn Law en collega's van het A * STAR Institute of Materials Research and Engineering en de Singapore University of Technology and Design hebben uniform verdeelde patronen van uitsteeksels op nanoschaal die conisch of parabolisch van vorm zijn. De onderzoekers ontdekten dat de waterpinkrachten op deze continu gevormde oppervlakken veel groter waren dan op niet-patroonoppervlakken en oppervlakken die zijn samengesteld uit geïsoleerde nanopillared-structuren of nanoschaalroosters. Ze zouden dan hoge watervasthoudkrachten kunnen bereiken door de nano-uitsteeksels op polymere films te modelleren met een reeks verschillende hydrofobiciteiten zonder patroon, inclusief polycarbonaat, poly(methylmethacrylaat) en polydimethylsiloxaan (zie afbeelding).

"Andere methoden die het waterspeldeneffect nabootsen, hebben echte rozenblaadjes als mal gebruikt, maar tenzij er speciale zorg aan wordt besteed, er zijn waarschijnlijk defecten en inconsistenties in het opnieuw gecreëerde patroon, ", zegt co-auteur Andrew Ng. "Terwijl bottom-up benaderingen voor het maken van patronen, bijvoorbeeld, laser ablatie, vloeibare vlamspray of chemische dampafzetting - zijn consistenter, deze methoden zijn beperkt in de soorten patronen die kunnen worden gebruikt en de schaal waarop een substraat kan worden gepatroneerd."

In tegenstelling tot, nanoimprinting-methoden zijn in staat om veelzijdige en grootschalige oppervlakken te fabriceren, en kan worden gecombineerd met roll-to-roll technieken, waardoor mogelijk meer commerciële toepassingen mogelijk zijn.

De van een patroon voorziene polycarbonaatoppervlakken bleken ook het 'koffiering'-effect te verminderen:de ongelijkmatig afgezette film die achterblijft bij de verdamping van een met opgeloste stof beladen druppel. Deze beperking van het koffieringeffect kan microfluïdische technologieën helpen en, algemener, de van een patroon voorziene oppervlakken kunnen worden gebruikt in droge gebieden voor het opvangen van dauw of in anti-druppeltoepassingen zoals in kassen.