Fabrication of Self-organized Metal-Polymer Hybrid Structures for Optics and Photonics - Biomimetic Photonic Materials Design - � Masatsugu SHIMOMURA, Hiroshi YABU, Daisuke ISHII, and Yuji HIRAI � Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials WPI Research Center : Advanced Institute for Materials Research, Tohoku University JST-CREST �
photonics coating, painting, anti-fogging Anti-fauling Fibers, coating, photonics . Anti-refl flection fi film Painting, coating. New Generation of Biomimetic Materials Butterfly wing-scale:structure color Moth-eye structure:anti reflectant ��������� Gecko Hand : adhesion �������� � Sharkskin � riblet � Lotus Effect : hydrophobic self-cleaning surface
Self-Organized Patterns in Daily Life Wine Legs � Japanische Miso Suppe � � Coffee Stain � Benard convection Fingering instability Dewetting phenomenon Pattern formation by Self-organization Dissipative structures Far from thermal equilibrium Ilya Prigogine General physical phenomena for any materials in any scale Novel Nano Materials � ������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������������������� �
Self-Organized Patterns in Daily Life Wine Legs � Japanische Miso Suppe � � Coffee Stain � Benard convection Fingering instability Dewetting phenomenon Pattern formation by Self-organization Dissipative structures Ilya Prigogine Breath figures General physical phenomena (dewing) for any materials in any scale Novel Nano Materials � ���������������������������������������������������������������������� �
Casting of Polymer Solution under High-Humid Condition What's happening? ��� � In-situ optical microscopy of solution surface during solvent evaporation shows �
������������������������������������������������ ������������
Honeycomb Patterned Polymer Film Prepared under Humid Condition a b schematic formation mechanism SEM image Top view 1 1 Water 2 3 4 droplet Three phase line Condensation Evaporation Close packing 100 µ m of water of solvent by capillary force Polymer solution Substrate Condensed water droplets water droplets condensed on polymer solution act as template
����������������������� �������������������������� �� �� � � ����� � ���������������������������� � �� µ � �
������������ �������������� ����������� �
Superhydrophobic Pincushion Structure � � � � � � � � � ����������� ����������� � � � � � � � � � � � � � ������������������ � � �������������� ����������� ������������� ����������� ���������� ���� ���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � ����������������������������������������� �� ����������������� �� �� ������� � ����������� ���������� ��������� ����� ������ ������ ��������������������������������������������������� ������ ��������������������� � �� � ���� �� ����� � ����������������� ������ ������ ���������� � ������������������������������������������� ����������������������������������
��������� � ������� ����������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��������� � µ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������������������������� � ���������������������� � ���������������������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��������� � ������� � � � � � � � µ � � � µ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ����������� � ������� ��������� � � � � � � � � � µ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ������������������������� � ���������������������������� ����������������������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � µ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � µ �
Optical Properties of Metalized Honeycomb Films � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � µ � � � � � � � µ � � � � � � � � � � �
� � � � � � ��������������������� 8 � 0 � ����������������� ����������������� 6 � 0 � ��������������������� ������������� 4 � 0 � ����������������������� 2 � 0 � ������������� ����������������������� ��������������� 0 � . � 0 � 4 � 0 � 0 � 5 � 0 � 0 � 6 � 0 � 0 � 7 � 0 � 0 � 8 � 0 � 0 � ����������������
Silver Pincushion Arrays Prepared by Self-Organization and Vapor Deposition Enhance Raman Scattering Yuji Hirai, Hiroshi Yabu, Yasutaka Matsuo, Kuniharu Ijiro, and Masatsugu Shimomura (a) i 800 (b) g f (a) Intensity (CPS) Polymer h 600 a e d c 400 b Glass 200 Honeycomb-patterned films 30 μm 0 Peeling off pincushion 50 pincushion 5.0 (c) pincushion 0.5 flat 50 2000 1500 1000 500 0 Raman Shift (cm -1 ) Pincushion films 30 μm (c) (b) Silver (d) deposition Silver Hot spot 5 �m 1 �m Silver pincushion films 50 μm
Pore-size Effect on Cultured Hippocampus Neural Cells on Honeycomb Patterned Films Proliferation of Stem Cells 30 µ m 30 µ m 30 µ m Differentiation to Neuron Differentiation to Neuron Aggregate of neurons Neurite Neuron A.Tsuruma, M.Tanaka, N.Fukushima, M.Shimomura e-J. Surf. Sci. Nanotech 3, 159-164 (2005).
Recommend
More recommend