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Direct three-dimensional imaging of polymer-water interfaces by nanoscale hard X-ray phase tomography

Cheng, Yin 1; Suhonen, Heikki; Helfen, Lukas 1; Li, Junsheng 2; Xu, Feng 1; Grunze, Michael 2; Levkin, Pavel A. ORCID iD icon 2; Baumbach, Tilo 1
1 Institut für Photonenforschung und Synchrotronstrahlung (IPS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Toxikologie und Genetik (ITG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We report three-dimensional (3D) direct imaging of complex surface-liquid interfaces by hard X-ray phase contrast tomography as a non-destructive approach for the morphological characterization of surfaces at the micro- and nanoscale in contact with water. Specifically{,} we apply this method to study the solid-air-water interface in hydrophobic macroporous polymethacrylate surfaces{,} and the solid-oil-water interface in slippery liquid-infused porous surfaces (SLIPS). Varying the isotropic spatial resolution allows the 3D quantitative characterization of individual polymer globules{,} globular clusters (porosity) as well as the infused lubricant layer on SLIPS. Surface defects were resolved at the globular level. We show the first application of X-ray nanotomography to hydrated surface characterizations and we anticipate that X-ray nanoscale imaging will open new ways for various surface/interface studies.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000046408
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1039/C3SM52604F
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT ANKA - die Synchrotronstrahlungsquelle am KIT (ANKA)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Photonenforschung und Synchrotronstrahlung (IPS)
Institut für Toxikologie und Genetik (ITG)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2014
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1744-683X
urn:nbn:de:swb:90-464088
KITopen-ID: 1000046408
HGF-Programm 47.04.02 (POF II, LK 01) Biofilme IFG
Weitere HGF-Programme 55.51.10 (POF I, LK 01)
Erschienen in Soft Matter
Verlag Royal Society of Chemistry (RSC)
Band 10
Heft 17
Seiten 2982-2990
Bemerkung zur Veröffentlichung RSC geförderter Open Access-Artikel
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