Development of novel technique for patterning of ceramic thin films based on Benard convection

基于贝纳德对流的陶瓷薄膜图案化新技术的发展

基本信息

  • 批准号:
    24760554
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2012-04-01 至 2014-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We suggested the spontaneous pattern formation induced by Benard-Marangoni convection as a novel patterning process of sol-gel-derived ceramic films. Cell-like micropatterns were spontaneously formed on the surface of silica films prepared via dip-coating process, where the surface patterns were linearly arranged parallel to the substrate withdrawal direction. Such highly-ordered micropatterns were achieved by Benard-Marangoni convection and the unidirectional flow of the coating solution on the substrate during dip-coating. We found that the size of the cell-like patterns induced by Benard-Marangoni convection increased with increasing coating temperature and surface tension of coating solutions. Moreover, novel pattern formation induced by capillary force was observed with decreasing substrate withdrawal speeds. These results are beneficial for the development of novel self-organization triggered by solvent evaporation.
我们建议自发图案形成诱导的Benard-Marangoni对流作为一种新的图案化过程的溶胶-凝胶衍生的陶瓷薄膜。通过浸涂工艺制备的二氧化硅薄膜表面自发形成了细胞状的微图案,其中表面图案平行于衬底的抽拉方向线性排列。这种高度有序的微图案是通过Benard-Marangoni对流和浸涂过程中涂层溶液在基材上的单向流动来实现的。我们发现,由Benard-Marangoni对流引起的细胞状图案的大小随着涂覆温度和涂覆溶液的表面张力的增加而增加。此外,新的图案形成诱导的毛细管力观察到与降低基板撤回速度。这些结果对溶剂挥发引发的新型自组织的发展具有重要意义。

项目成果

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专利数量(0)
マイクロパターンを有する色素ドープシリカ薄膜の超低速ディップコーティングによる作製
超低速浸涂法制备微图案染料掺杂二氧化硅薄膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    内山弘章;佐々木亮祐;幸塚広光
  • 通讯作者:
    幸塚広光
Spontaneous formation of micrometer-scaled cell-like patterns on sol-gel films induced by Bénard-Marangoni convection
Bénard-Marangoni 对流诱导溶胶-凝胶薄膜上微米级细胞样图案的自发形成
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroaki Uchiyama;Yuto Mantani;Hiromitsu Kozuka
  • 通讯作者:
    Hiromitsu Kozuka
Evaporation-driven self-organization of photoluminescent organic dye-doped silica-poly(vinylpyrrolidone) hybrid films prepared by low-speed dip-coating
低速浸涂制备光致发光有机染料掺杂二氧化硅-聚乙烯基吡咯烷酮杂化薄膜的蒸发驱动自组织
Spontaneous formation of linearly arranged microcraters on sol−gel-derived silica−poly(vinylpyrrolidone) hybrid films induced by Bénard−Marangoni convection
Bénard-Marangoni 对流诱导溶胶凝胶衍生的二氧化硅-聚(乙烯基吡咯烷酮)杂化膜上自发形成线性排列的微坑
  • DOI:
    10.1021/la3020332
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Hiroaki Uchiyama;Yuto Mantani;Hiromitsu Kozuka
  • 通讯作者:
    Hiromitsu Kozuka
超低速ディップコーティングにより作製されるゾル-ゲル薄膜における自発的なマイクロパターン形成
超慢浸涂制备的溶胶-凝胶薄膜中自发微图案的形成
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    内山弘章;佐々木亮祐;幸塚広光
  • 通讯作者:
    幸塚広光
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    $ 2.83万
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