増強された表面、コーティング、および関連方法
化学的に活性な粒子のような添加剤を、製品の表面に、または製品頂部に配置されたコーティングに取り込む方法が開示される。開示された方法は、慣用的な成形技術に適用することもでき、バッチまたは連続方式で行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本発明は、その全部が参照により組み込まれる、（２００８年８月２１日に出願された）米国出願第６１／１８９，５４０号および（２００８年１２月２６日に出願された）米国出願第６１／２０３，６６１号、および（２００８年５月２９日に出願された）ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０６５０８３の利益を主張する。
【０００２】
技術的分野
本出願は、成形品の分野、およびコーティング材料の応用に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
直接的またはバルク取込みおよび配合方法は、ポリマー物体を性能増強添加剤で処理するために産業において広く用いられており、その結果、添加剤は材料のバルク全体にわたって分散される。用語「添加剤」とは、慣用的には、マスターバッチに、あるいはバルク取込みのための直接的配合を介して樹脂ミックスに直接的に（プラスチック用の添加剤）、またはコーティング用の溶液に（コーティング用の添加剤）のいずれかで取り込まれる化学物質および材料を言う。
【０００４】
しかしながら、ポリマーのバルク全体を通じての添加剤の量の低下の結果、ポリマー表面において添加剤集団の比例した低下がもたらされ、これは、多くの場合においては、添加剤と、表面に対して外部の環境との相互作用は最も重要な場合である。かくして、バルク取込み方法は、材料から必要な表面増強の特定のレベルを達成するのに用いられる添加剤の量を最小化するにおいて特に有効ではない。さらに、添加剤がそこに混合された当該材料の表面における添加剤は、しばしば、それらの周りの過剰な材料の存在によって少なくとも部分的には阻害されるそれらの活性または効果を有する。
【０００５】
バルク取込みは、表面増強のための方法の目標が表面に粒子を有する基材を生産することにあるのに対し、非常に多数の粒子もまた基材内に分散させる点で有効でない。かくして、バルク取込みにおいては、非常に多数の粒子が基材内に有効に埋め込まれ、表面に対して外部である環境に提示することができない。その結果、比較的多数の粒子がバルク取込みによって所与の基材の表面を機能性化する必要がある。また、基材内の粒子の均一な分散を達成するのは困難であるが、それにも拘わらず、粒子の均一な表面エリアの被覆のために必要であろう。
【０００６】
加えて、バルク取込みの間におけるポリマーとそれらの添加剤とのメルト−混合は、しばしば、高温を必要とし、これはエネルギー的に有効でなく、ポリマーメルトを制御可能に加熱し、冷却するのに複雑なマルチ・ステップ・プロセスを必要とし、添加剤を分解させかねず、あるいはポリマーそれ自体を不都合にも変性させ、または損傷させかねない。ポリマーバルクの全体を通じての添加剤の均一かつ均質な分散は、多くの応用において、メルト−混合および他の形態の混合において達成するのは困難である。と言うのは、相分離または粒子フロキュレーションおよび凝集が起こり得るからである。
【０００７】
これらの性能増強添加剤を含有する表面コーティングは、別法として、基材材料の表面特性を修飾する同様な目標を達成するのに用いることができる。しかしながら、表面コーティング方法は複雑な適用および硬化工程、熱膨張非適合性、剥離、および種々の他の不利に悩んでいる。
【０００８】
機能性化表面を作り出すためのコーティングプロセスの使用は、表面予備処理、下塗り、および硬化を含めた多数の更なる製造工程を含むことができる。第二に、コーティング層は、基材からの脱着を回避するために下に存在する基材に十分に接着し、または結合しなければならず、これは、ポリマー基材にとっては特に挑戦的である。コーティング−ベースの技術の適切な実行は、かなりの研究および開発の関与を必要とし得るが、また、更なるプライマー層または表面処理を必要とし得る。第三に、コーティング層は、一般に、粒子または添加剤の寸法よりも実質的に厚く、その結果、添加剤はコーティング内にトラップされ、それによりそれらの有効性を制限する。
【０００９】
従って、ポリマーの表面における添加剤を露出させるためであるが、また、用いる添加剤の量を最小化しつつ、ポリマー、およびガラスまたは繊維が充填されたポリマーのようなポリマー複合材料に添加剤を取り込む有効な方法に対して当該分野で要望が存在する。また、添加剤をコーティングの表面に取り込むための方法に対して関連する要望も存在する。
【発明の概要】
【００１０】
概要
本発明は、これらの既存の方法に対する改良のみならず、現存の成形およびコーティングプロセスに直接的に適合する。プラスチック製品の生産およびマスターバッチ適用で用いられる樹脂のビーズ、ペレット、ヌードル（ｎｕｒｄｌｅ）等は、本明細書中に記載される発明的プロセスで処理することができる。添加剤および他の粒子は樹脂のビーズ、ペレット、および／またはヌードルに直接的に埋め込むことができ、引き続いて、製品は、通常、これらのビーズ／ペレットから、製品全体に広げられた添加剤または粒子と共にであるが、形成することができる。同様に、本発明はポリマーコーティングに適用することができる。と言うのは、粒子はこれらのコーティングに直接的に埋め込んて、更なる添加剤の機能性を表面コーティングまで拡大することができるからである。
【００１１】
第１の実施態様において、本発明は、成形用フォームの少なくとも一部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および、処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形して、作業組成物中に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させることを含む、製品を生産する方法を提供する。
【００１２】
第２の態様において、本発明は、約０．１ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する複数の粒子を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用すること；および、前記湿潤コーティング材料を乾燥して、コーティングされた製品を生起させることを含み、ここに、前記粒子の少なくとも１つは乾燥したコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれていることを特徴とするコーティング材料を修飾する方法を提供する。用語、湿潤コーティングは、コーティングが水性−ベースであるか、または自由−流動流体でさえあることを必要とせず；湿潤とは溶媒ベースのコーティング、あるいは液体相を有し、少なくとも部分的に液体であり、あるいは液体のそれに似た特性を有するいずれのコーティングも言うことができる。その用語は、未だ完全には乾燥し、硬化し、またはそうでなければ最終形態となっていないコーティングを言う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】材料内に、バルク−分散され、または直接的に取り込まれた添加剤粒子の模式的断面図を示す。
【図２】伝統的なコーティング方法によって基材の片側に適用された添加剤粒子の模式的断面図を示す。
【図３】銀ナノ粒子の直線状アレイが部分的に埋め込まれたプラスチックのスラブの三次元図を示す。
【図４】図３に示された金属ナノ粒子プラズモン導波管の計算された電場エネルギー密度分布を示す。その波プラズモン波は、蛍光分子、走査型近接場光顕微鏡照射先端、または量子ドットであり得る、短い二極源によって励起される。
【図５】図３に記載されたテフロンに埋め込まれた銀ナノ粒子のアレイから構成される金属ナノ粒子プラズモン導波管に沿った計算された瞬時の電場ベクトルを示す。波はプラズモンの衝突および放射的損失からの消光を受けつつ右に向けて伝搬する。
【図６】計算された瞬時電場分布を示し、そこでは、白色および暗色領域は、各々、負および正の相を持つ電場の領域に対応する。
【図７】図４の幾何学に関連する計算された時間−平均ポインティングベクトルを示す。
【図８】図３の幾何学に関連する計算された時間−平均パワー密度分布を示し、そこでは、白色および暗色領域は、各々、左および右に向けたパワー流の領域に対応する。
【図９】２０倍の倍率の光学顕微鏡下で観察したポリカルボネートの未処理表面を示す。
【図１０】特許請求された発明に従って作製された水和デバイスを示す。
【図１１】プロセスの模式的断面図を示し、そこでは、添加剤粒子がポリマー基材の１つの表面に適用され、埋め込まれている。
【図１２】特許請求された方法に従って作製された試料水処理デバイスを示す。
【図１３】特許請求された方法に従ってその中に埋め込まれた粒子を有するポリマー体を示す。
【図１４】特許請求された成形方法の非限定的描写である。
【図１５】特許請求されたコーティング増強方法の非限定的描写である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例示的実施態様の詳細な説明
成形
第１の実施態様において、本発明は、成型フォームの少なくとも１部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および、前記処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形して、前記作業組成物に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させることを含む、製品を生産する方法を提供する。
【００１５】
粒子の集団は、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ等によって流体に適当に分散し、または懸濁さえしている。流体は粘性であってよく、かつ流体の粘度は、必要に応じて、ユーザーによって改変されて、粒子−担持流体の基材への適用を最適化することができる。１つの例として、流体は余りにも粘性であって、流体が成形用フォームの内部に適用された場合に粒子は所定の位置にそのまま存在してもよい。別法として、粒子は、本明細書中の他の個所において記載されるように、磁場または電場によって成形用フォーム上の所定の位置に維持することができる。
【００１６】
方法の非限定的描写は図１４に示される。その図面に示されるように、（１）粒子は型の表面に配置される。述べたように、粒子は流体中に配置してもよい。工程（２）において、成形性組成物は粒子−担持型に導入され、粒子の少なくとも一部は少なくとも部分的に成形性組成物に埋め込まれている。次いで、成形性組成物は、（３）仕上げられた製品として型から取り出され、その製品はその中に少なくとも部分的に埋め込まれた粒子を有する。型は実質的にいずれの形状のものであってもよく、粒子の相対的なサイズおよびこの図面中の型は説明的なものに過ぎず、特許請求される発明の範囲を制限するものではない。
【００１７】
成形用フォームは当該分野で用いられる実質的にいずれの成形用フォームであってもよい。成形用フォームおよび流体は、流体および成形用フォームが相互に有害に相互作用しないように適切に選択され、かくして、流体は、成形用フォームに対して不活性であるように適切に選択される。いくつかの実施態様において、本明細書中の他の個所に記載されたように、流体は粒子に対して不活性である。
【００１８】
流体は、とりわけ、液体、気体、または超臨界流体でさえあってよい。組合せ流体も適当である。流体は１以上の溶媒を包含してもよい。また、流体は水、イオン、非−極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒などを包含してもよい。油もまた適当な流体と考えられる。塩、界面活性剤、分散剤、安定化剤、またはバインダーもまた流体に包含させることもできる。
【００１９】
適当な流体の非限定的なリストとしては、２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、酢酸無水物、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【００２０】
適当な無機溶媒としては、例えば、アンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素等が挙げられる。
【００２１】
イオン性溶液としては、塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウム、および炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウムが挙げられる。他のメチルイミダゾリウム溶液は適当と考えられ、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム等が挙げられる。
【００２２】
特許請求された方法に適した流体としては、例えば、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム等が挙げられる。流体としては、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム等も挙げられる。当該分野で通常の技量のユーザーに明らかなように、広く種々の流体を特許請求される発明で用いることができる。
【００２３】
いくつかの実施態様において、流体は揮発性成分を包含する。揮発性成分は、ユーザーが成形プロセスの前にまたはその間に流体のいくらかまたは全てを除去するのを望むであろう場合に用いられる。流体は加熱、フラッシュ−加熱、蒸留、蒸発、吸引、真空等によって除去することができる。しかしながら、流体は成形プロセスの前、間、または後に（全部または一部を）除去する必要はない。そのような方法は、同様に、非−揮発性成分を除去することができる。
【００２４】
流体が、適切には、雰囲気条件において蒸発するものであってよい。処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形した後、次いで、製品はその表面に埋め込まれた複数の粒子を含有するだろう。
【００２５】
いくつかの実施態様において、流体は、適切には、粒子の集団に対して実質的に不活性である。また、流体は成形用フォームに対して適切には実質的に不活性である。
【００２６】
いくつかの実施態様において、流体は、粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害することができる少なくとも１つの剤を包含する。粒子は、それ自体、本質的に流体に分散可能であってよく、粒子は、適切には、流体内に均一に分散する。いくつかの実施態様において、２以上の粒子は、相互に凝集し、または集団となることで特徴付けられる。
【００２７】
流体は種々の方法で成形用フォームに適用することができる。これらの適用方法としては、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、静電噴霧、注入、圧延、カーテニング（ｃｕｒｔａｉｎｉｎｇ）、ワイピング、印刷、ピペッティング、インク−ジェット印刷等が挙げられる。噴霧は特に適当であると考えられるが、印刷−ベースの方法は、ユーザーが成形用フォームの一部のみに粒子−担持流体を適用するのを望むであろう場合の実施態様に適当であると考えられる。
【００２８】
流体は種々の添加剤または増強剤と合わせることができる。そのような材料の非限定的リストとしては、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤が挙げられ、それらは寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ、ＳＢＳ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、レシチン、アルジニン、グアーガム、ローカスト・ビーン・ガム、他のガム、ポリエチレングリコール、他のグリコール、炭酸カルシウム、ポリアクリル酸、アルキルポリ（エチレンオキサイト）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）およびポリ（プロピレンオキサイト）のコポリマー、オレイン酸、ＰＶＰ、塩化カルシウム、シリカ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、コカミド、ドデシルジメチルアミンオキサイド、ポリソルベート、他の界面活性剤、非−イオン性界面活性剤、脂肪アルコール、ポリグルコシド等が挙げられる。そのような材料は、例えば、流体の機械的特性（例えば、粘度）を改変するのに用いることができる。
【００２９】
粒子を成形用フォームに対して付着させて、成形性組成物の導入の間にそれらの位置を維持することができる。これは、電気的、磁気的、化学的、または圧力勾配を適用することによって、あるいは他の方法によって、粒子の少なくとも一部を成形用フォームに付着させることによって、達成することができる。勾配は、粒子を成形性化合物に含めた後に解除し、またはスイッチを切ることができる。ユーザーは、成形性組成物内への１以上の粒子の埋め込みを調整するために勾配を適用することもできる。例えば、ユーザーは勾配を適用して、粒子を成形性組成物へとより深く駆動させ、あるいは別法として、組成物から粒子を部分的に引き出すことができる。
【００３０】
いくつかの実施態様において、流体は成形用フォームに対して静止している。換言すれば、成形用フォームおよび流体の内の少なくとも１つは他方に対して移動する。これは、ユーザーがカーテニングプロセスによって流体を成形用フォームに適用し、ここに、成形用フォームは流体のカーテンを通って移動する実施態様において例示される。
【００３１】
本明細書中で用いる用語「断面」寸法とは、粒子の直径、長さ、幅、または高さを言うことができる。粒子の集団は、適当には、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の平均断片寸法を包含する。いくつかの実施態様において、平均断面寸法は、約１ｎｍ〜約５ミクロン、または約１００ｎｍ〜約１ミクロンまたは約２００ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲である。いくつかの実施態様において、実質的に全ての粒子は、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する。
【００３２】
粒子の集団は、粒子の均質な集団を包含することができる。他の実施態様において、集団は不均質であって、異なるサイズ、異なる材料、または双方の粒子を含むことができる。このようにして、ユーザーは、多数の種類の粒子を多数の種類の機能性と共に埋め込むことができる。
【００３３】
粒子は、適当には、形状は球状であるが、形状が円筒、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド型、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶さえであってよい。特定の適用で用いられる粒子の最適な形状は、通常の技量のユーザーによって容易に決定されるであろう。
【００３４】
粒子は、適当には、１以上の機能的な剤または分子を包含してもよい。そのような剤および分子は、更なる有用な特性を粒子に付与するのに有用である。１つの非限定的例として、粒子は抗微生物剤を含んでもよく、それは、今度は、それ自体が抗微生物特性を有する最終的な成形製品を生じさせる。機能的な剤としては、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー、リガンド、受容体、抗体、抗原、標識、滑沢剤、フレグランス、吸収剤、吸着剤、難燃剤等を挙げることもできる。粒子それ自体は、更なる剤を含まずしてこれらの特性の１以上を固有に保有していてもよい。
【００３５】
機能性剤としては、例えば、抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質の吸収剤、または化学物質、生体分子、電磁波放射、化学物質の吸着剤、生体分子、または電磁波放射、電磁波放射の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩または化粧的効果、放射線不透過性剤、放射性剤、またはそのいずれかの組合せを挙げることもできる。当該分野で通常の技量のユーザーに明らかなように、粒子は１、２、またはそれを超える機能性剤を包含してもよい。
【００３６】
例示的な粒子材料としては、銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキシド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、ＦＯＬＰＥＴ、トリクロサン、銅ピリチオンおよび亜鉛ピリチオンを包含する、ピリチオン、銅ピリトン、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、銀、ナノ粒子、マイクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銅または亜鉛、イオン交換粒子、第四級アンモニウム化合物および塩、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【００３７】
いくつかの実施態様において、粒子はマルチクロミックである。これは、電場、磁場、放射線、エネルギー、温度変化、化学物質、応力、または生物学的物質のような特定の物理量に暴露した場合に色の変化を呈する製品の生産を可能とする。適当には、マルチクロミック材料は本明細書中において他の個所に記載される。
【００３８】
粒子は、とりわけ、赤外線放射、紫外線放射、および／またはｘ−線放射のような電磁波放射を反射し、吸収し、または散乱する材料を含むこともできる。そのような材料としては、例えば、Ｇｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ等が挙げられる。
【００３９】
粒子は１以上の電子的伝導材料を包含することもできる。そのような材料としては、カーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤ、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルフォネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。半導性材料もまた特許請求された発明の粒子で適当である。適当な半導性材料としては、とりわけ、Ｃ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＧＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造等が挙げられる。
【００４０】
粒子は種々の程度まで最終製品に埋め込むことができる。いくつかの実施態様において、粒子は、平均して、適当には、特徴的な寸法の１００％を超える程度まで埋め込まれる。粒子は、平均して、特徴的寸法の約１００％を超えない程度まで埋め込まれることもできる。ある実施態様において、粒子は、当該粒子が実質的に全部が成形品内にあるように埋め込まれる。
【００４１】
粒子は、平均して、特徴的寸法の約８０％以下、特徴的寸法の約５０％以下、または特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込むこともできる。埋め込みの程度は、プロセス条件、および成形用フォームの表面トポロジーに依存するであろう。
【００４２】
粒子は、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、または約１０ｎｍ〜約０．５ｃｍ、約１００ｎｍ〜約１００ミクロンだけ基材の表面から外へ伸びていてもよい。特許請求される方法を用いて、全てが同一というのではない粒子を同一程度まで埋め込んだ、あるいは全てではない粒子が同等に製品から外に向けて延びる製品を生産することができる。
【００４３】
いくつかの実施態様において、作業組成物の表面エリアの実質的に全ては粒子によって占められる。他の適当な実施態様において、作業組成物の表面エリアの約７５％未満は粒子によって占められ、作業組成物の表面エリアの約５０％未満、表面エリアの約２５％未満、または約１０％未満さえ、または約５％未満さえが粒子によって占められる。被覆の程度はユーザーの要望によって指令され得；いくつかの状況においては、ユーザーは、表面エリアの小さな部分を超えて粒子によって占められるのを要求しないであろう。
【００４４】
プロセス条件は、隣接する粒子が相互から、平均して、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロン、または約１ｎｍ〜約１０ミクロンだけ分離されるように調整することができる。隣接粒子は、適当には、約１０ｎｍ〜約１ミクロン、約５０ｎｍ〜約０．５ミクロン、１００ｎｍ〜約１０００ｎｍだけ分離され得る。粒子は、いくつかの実施態様においては、凝集した形態で埋め込まれうる。粒子は、いくつかの実施態様においては、隣接する粒子と物理的または電子的に接触していてもよい。
【００４５】
粒子は最終製品の特別なまたは区別される領域に埋め込まれていてもよく、あるいは適当には、均一な様式で、製品の全表面にわたって配置されていてもよい。いくつかの実施態様においては、製品中の成形性組成物は粒子よりも硬いが、粒子は、適当には、製品中の成形性組成物よりも硬くてよい。
【００４６】
最終製品は平坦、円筒形、多面体、球形、溝、曲面、アーチ形、凹み（ｐｉｔｔｅｄ）、中空であってよく、あるいは成形用フォームに、および成形後に成形性組成物にさらに形状を与えることを含むいずれかの加工後工程に依存して不規則な形状を有してもよい。
【００４７】
本発明による最終製品は精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、センサー、ラベラー、タッガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、光学構成要素、触媒等として用いることができる。最終製品は、導電性構成要素、半導性構成要素、支持体構造、触媒、化学物質、生体分子、または電磁波放射用の吸着剤、化学物質、生体分子、または電磁波放射用の吸収剤、化学物質または生体分子用のバインダー、光学構成要素、絶縁構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、ストレスクロミック、または他のマルチクロミック構成要素またはデバイスとしても有用である。膜は特に適当な最終製品と考えられる。
【００４８】
成形は、適当には、当該分野の公知のプロセスによって達成される。そのようなプロセスの非限定的リストとしては、コンパクション＋焼結、射出成形、反応射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、ラム成形、押出成形、回転成形、熱形成、真空形成、ラミネーティング、発泡性ビーズ成形、フォーム成形、ロト成形、真空プラグ支援成形、加圧プラグ支援成形、マッチド成形、スタンピング、プレス成形、押出、ブロー成形、圧延等が挙げられる。射出成形および圧延は特に適当な方法であると考えられる。
【００４９】
ポリマーは本発明の方法で特に適当な作業組成物である。適当なポリマーとしては、とりわけ、有機ポリマー、無機ポリマー、合成ポリマー、天然ポリマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、コポリマー、生体ポリマー、フルオロポリマー、シリコーン、シリコーンゴム、ビニル、エラストマー、ワックス、ポリオレフィン、液晶ポリマー、アイオノマーが挙げられ、限定されるものではないが以下のものが挙げられる：
プラスターチ材料、プラスチゾル、ポリアセタール、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、オルガノゾル、アクリル、アラミド、芳香族ポリアミド、ベークライト、ビスマレイミド、ボラジン、セルロース誘導体、コポリエステル、銅フタロシアニン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、エポキシ、エチレンメチルアクリレート（ＥＭＡ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、フルオロポリマー、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、メラミン、ナフィオン、ニトリル、ノボテキスト、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）、ペルフルオロスルホン酸、フェノリック（ＰＦ）、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（プロピレンフマレート）、セロファンポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリアクリルアミド、ポリアクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアリルフタレート、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアンヒドリド、ポリアミド−イミド、ポリアリレート、ポリアリールエーテル、ポリアリールスルホン、ポリベンズイミダゾールポリブチレン（ＰＢ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレン、ポリカプロラクトン、ポリカルボネート（ＰＣ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリエポキシド、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンオキシド、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリイミド、ポリイソブテン、ポリイソプレン、ポリケトン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸、ポリリルジグリコールカルボネートモノマー、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリメチルペンテン、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビンビル、ポリビニルカルバゾール、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリビニルピリジン、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、リッチライト、シラン、シリコーン、シロキサン、スチレン、スチレン無水マレイン酸、スチレン−アクリルニトリル（ＳＡＮ）、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン無水マレイン酸（ＳＭＡ）、テフロン（登録商標）、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテンスルホン酸コポリマー、ＴＰＵ、トリフルオロエチレン、Ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、タフノール（Ｔｕｆｎｏｌ）、尿素、尿素−ホルムアルデヒド（ＵＦ）、フッ化ビニリデン等。
【００５０】
生体ポリマーもまた特許請求される発明に適しており、竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、表皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットが挙げられる。作業組成物は、同様に、モノマーを包含してもよく、そのモノマーは後に重合され、架橋さえされる。
【００５１】
ミネラル、金属、および合金もまた作業組成物に包含させることができる。作業組成物は、同様に、合金およびコンポジット材料を包含することができる。
【００５２】
１つの特別な非限定的例において、成形用フォームはローラーを含む。そのような実施態様において、その方法は、粒子の少なくとも一部が基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、ローラーをポリマー組成物に対して接触させることを含む。ローラーの圧力は、粒子が成形性組成物に埋め込まれる程度を少なくともある程度制御するように変調することができる。ローラーを用いることによって、ユーザーは連続的に開示された方法を実行することができる。
【００５３】
いくつかの実施態様において、成形性組成物は、開示された発明による粒子の埋め込み前に、その中に配置された他の構造または粒子を有する。例えば、成形性組成物は中にワイヤまたは他の構造を包含してもよい。そのような実施態様において、金属粒子の埋め込みは成形性組成物内のワイヤを、最終製品に対して外部の環境と電子的に連絡させることができる。
【００５４】
粒子は、電気的、静電的、および／または磁気的チャージを用いて型（圧縮、ラム型、射出型、プレス型、スタンピング、またはいずれかの他の型デバイス）の内部にわたって均一に（または特異的なパターンにて非−均一に）配置させて、粒子を型に優先的に固着させることができる。化学的勾配を用いて、粒子を成形用フォームに付着または固着させることもできる。
【００５５】
いくつかの実施態様は、適当には、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、電荷を型に印加することを包含する。ユーザーは型を電気的に接地し、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、電荷を粒子に印加することができる。他の実施態様において、ユーザーは、磁気粒子を選択することができ、適当な成形は、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、粒子が磁気的にそれに引きつけられる材料を形成することができる。
【００５６】
１つの非限定的例として、ユーザーは磁場を用いて、金属または他の磁性粒子を所定の場所に保持して、それらの粒子を型の特定の領域に局在化させることができる。多数の粒子集団を局在化させることによって、次いで、ユーザーは、異なる機能性を有する２以上の領域を有する製品を生産することができる。
【００５７】
次いで、ユーザーは適切には材料（ポリマー、ガラス、金属、メタロイド、または他の材料、またはこれらのいずれかの組合せ）を成形する。成形は、それが、単純なシート−様製品、または単純なまたは複雑な特徴を持つ３−Ｄ形状を出力するように設計されているか否かに拘わらず、いずれの形状を取ってもよい。型は当該分野でよく知られており、特定の適用のための最適な型は当該分野における通常の技量のユーザーによって容易に同定されるであろう。
【００５８】
もし条件（粒子の組成、粒子の構造、粒子のサイズ、温度、圧力、成形された材料の組成、および他の条件）が、粒子が融合せず、製品の頂部に単一の層を形成するが、その代わり、区別されるが埋め込まれた粒子、または区別される埋め込まれたマルチ−粒子−凝集体のままであるように選択されれば、成形プロセスの圧力および／または温度は粒子を製品の表面に埋め込む。
【００５９】
他の実施態様において、粒子および加工条件は、粒子が融合し、あるいはそうでなければ合わされて、ネットワーク、シェル、または最終製品の少なくとも一部をカバーする他の粘着性構造を形成するように選択される。いくつかの場合においては、粒子および条件は、粒子がその中に粒子が埋め込まれるポリマーよりも低い融点を有するように選択される。このようにして、最終製品を粒子の融解温度まで加熱して、最終の成形品の外部の周りに融解した粒子のシェルまたはネットワークを生起させることができる。
【００６０】
安定化、かき混ぜまたは双方を介してその中に懸濁した粒子を含有する溶液を用いることもできる。粒子の懸濁液を含む溶液は、本発明に適していると考えられる。アルコールおよび水は特に適した流体であると考えられる。
【００６１】
担体溶液は成形材料または粒子に対して不活性であってもなくてもよい。次いで、この溶液−ベースの系を用いて、型内部にスプレーし、回転塗布し、またはそうでなければコーティングすることができる。いくつかの実施態様において、成形前に、成形の間に、または成形の後に、溶液を蒸発させ、あるいは成形の間に燃焼除去さえすることができる。アルコール、エーテル等のような揮発性溶液は、ユーザーが、やはり溶液を有することなく粒子を型に適用し、成型プロセスの間に存在させることを望む場合には有用であると考えられる。いくつかの実施態様において、担体溶液、粒子、または双方は接着性または粘着性であり、かくして、ユーザーが型の表面における粒子の位置を制御するのを可能とする。溶液／粒子の粘着性は、適切には、一旦粒子が成形性組成物に埋め込まれたならば、それらは、それらが型に対するよりも成形性組成物に対して十分によりしっかりと留められるように選択される。
【００６２】
開示された方法は、射出成形、スタンピング等のようなバッチプロセスとして実行することができる。いくつかの実施態様において、その方法は、円筒形ローラーまたは他の連続的に移動するボディの使用を通じて達成することができる連続的プロセスとして実行される。しかしながら、ローラーは丸い必要がなく、凹み、またはその上に設けられた他のパターンを有することができる。
【００６３】
そのような実施態様において、基材（例えば、ポリマー、金属、ガラス、メタロイド等）と接触して配置されるローラーのその部分に先立って、粒子はローラーの１以上の部分に連続的に沈着される。
【００６４】
タイル、ボード、インゴット、レンガ、膜等もまた本明細書中に記載される連続プロセス実施態様に適しているが、ローラー−ベースのプロセスのための基材は平坦な表面（例えば、フィルム、プレート）である。
【００６５】
前記したように、粒子は、電気的、静電的、および／または磁気的チャージを用い、あるいは基材に対して不活性であってもなくてもよい溶液の使用を介してさえローラー上に沈着するよう誘導することができる。圧力および／または温度は所望により、埋め込みの程度を制御するように調整することができる。また、粒子は、ローラーが表面に接触するに先立って、粒子は前記したのと同様なプロセスを用いて基材上に沈着させることもでき、埋め込みの別の手段を提供する。
【００６６】
これらのプロセスは、本出願ならびに先に引用した発明において他の個所に記載されたのと同様な利点（例えば、改変された光学的、物理的特性、抗微生物特性、電子的特性）を付与することができ、従って、同様に言及されたデバイスを製造するのに用いることができる。特許請求されるプロセスが適当である種々の適用は以下に提示される。
【００６７】
本明細書中に開示される、粒状物および他の化学的剤をポリマー表面に埋め込む本発明の方法は、直接的取込み（図１）およびコーティング（図２）の方法に対する改良および、さらに、それよりも優れた新しい製造パラダイムを呈する。直接的またはバルク取込みにおいて、添加剤粒子２は基材１のバルク全体に分布される。コーティングにおいては、添加剤粒子３は、下にある基材１の頂部の二次層２に制限される。
【００６８】
基材成形性組成物または粒子の表面に含浸させるべき添加剤は、適切には、粒子形態のそれ自体である。そのような添加剤は以下のもの、ならびに関連特許出願において他の個所で開示されたものが挙げられる：
マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、ピエゾクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、ラジオクロミック剤、エレクトロクロミック剤、マグネトクロミック剤、ラジオクロミック、サーモクロミック、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、触媒、湿潤剤、化学元素、金属、塩、セラミックス、ポリマー、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、可塑剤、膨潤剤、溶媒、酸化チタン、ＵＶ−抵抗剤、ルミネセント剤、抗菌剤、帯電防止剤、塩、酸化インジウムスズ、塩化ベヘントリモニウム、コカミドプロピルベタイン、リン酸エステル、ポリエチレングリコールエステル、ポリオール、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ジノニルナフチルスルホン酸、ルテニウム有機金属色素、酸化チタン、二酸化チタン、引掻抵抗剤、グラフェン、銅フタロシアニン、抗−指紋剤、防曇剤、ＵＶ−抵抗剤、着色剤、抗−反射剤、ＩＲ−抵抗剤、高反射率剤、光学濾過剤、フレグランス、脱臭剤、樹脂、滑沢剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、蛍光剤、活性炭、インク、トナー粒子、回路エレメント、絶縁材、導電材、導電性流体、磁性包有物、電子的包有物、プラズモン包有物、誘電性包有物、共鳴包有物、ルミネセント分子、蛍光分子、半導体、半導体ドーパント、キャビティ、包有物、レンズ、メタマテリアル、プラズモン媒体、ナノアンテナ、冷陰極、電極、ナノピラミッド、量子ドット、ナノ結晶、レゾネーター、センサー、アクチュエーター、トランスデューサー、回路エレメント、トランジスター、レーザー、オシレーター、フォトディテクター、フォトン結晶、導波管、増幅器、モジュレーター、スイッチ、光起電性電池、発光ダイオード、カップラー等。
【００６９】
抗菌材料（例えば、銀粒子またはナノ粒子）は特に適すると考えられる。（ＴｉＯ２、ＺｎＯ、およびＢａＳＯ４のような）ＵＶ−反射材料もまた特に適する。
【００７０】
用いる他の添加剤としては、活性化されたヤシ／触媒炭素、ＫＤＦ、ＳＰＧ火山砂、マグネタイト、セラミック磁石、天光石、麦飯石鉱物（マイファン・ストーン，石英班岩）、泰澄石、泰澄鉱物、石英、シリケートが挙げられる。これらの粒子はそれらの精製、洗浄および医薬的特性について知られている。
【００７１】
以下の例は説明にすぎず、通常の技量のユーザーは、以下の例のあるものは、その全てが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、リストされた関連出願に記載された方法および材料によって達成できることを認識するであろう。
【００７２】
コーティングの増強
前記した、および関連出願に記載されたプロセスを用いることによって、粒子を現存するコーティングの表面に埋め込むことができる。多くの伝統的なコーティングは、部分的にまたは全体的に、軟化し、再度硬化することができるポリマーよりなる。この非限定的例においては、それを軟化させる現存の「セットされた」「硬化された」コーティングの表面に溶液を適用することができる。所望の添加剤の粒状物または液体は、軟化溶液を含む溶液であってよく、あるいはポリマー−軟化溶媒がコーティングされた表面を処理する前に、間に、または後に別々にコーティングされた表面に加えることができる。引き続いて、少なくとも１つの添加剤粒状物は、コーティングの表面に部分的にまたは十分に埋め込まれるであろう。
【００７３】
いくつかのコーティングは、他のもの（すなわち、架橋されたポリマー）よりも軟化するのが困難であろう。もう１つの非限定的例は、コーティングが適用された後であるが、それが十分硬化されるか、またはセットされる前に、このプロセスを実行するであろう。これは、コーティングが適用された後に、あるいはそれが硬化／セットされているプロセス中に直接的に起こり得る。それらをコーティング上または中に沈積させるためのガスキャリアーを含む粉末形態の粒子は特に有効であるが、溶液キャリアーも用いてもよいと考えられる。本発明は、産業において広く用いられる慣用的なコーティング処理よりも優れた固有の利点を提供する。
【００７４】
プラスチックおよびゴムの上にコーティングを作ることは、伝統的には、挑戦を伴い困難であった。なぜならば、コーティングは、木材および金属基材と同程度に容易にはプラスチックが表面に適用できないからである。プラスチックの現存のコーティングは、しばしば、所望のコーティングに加えて、接着促進剤、ベースコーティング、および表面予備処理を含む多数の工程の適用を必要とし、硬化は、通常、熱またはＵＶ照射を含む時間および／またはエネルギーをかなり必要とするものである。本発明は、広い範囲のポリマーコーティングに適合し、ここに、コーティング上に存在するものに加えて、添加剤を製造後にまたは製造工程の間に適用してもよい。これは技術的に価値ある方法である。というのは、添加剤を製造中にコーティング溶液に入れるのは問題だろうからである。
【００７５】
開示された方法は、約０．１ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する複数の粒子を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用し；次いで、湿潤コーティング材料を乾燥して、コーティングされた製品を得ることを包含し、ここに、粒子の少なくとも１つは乾燥されたコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００７６】
用語「湿潤コーティング」は、（湿潤コーティングのコーティングは水性であってよいが）コーティングは水性ベースであるか、あるいは液体でさえある必要もない。先に議論したように「湿潤」とは溶媒ベースのコーティング、あるいは液体相を有し、少なくとも部分的に液体であり、または液体のものに似た特性を有するいずれのコーティングをも言うことができる。半固体、ゲル等は、全て、特許請求される方法で使用できる。
【００７７】
いくつかの実施態様においては、湿潤コーティング材料は、硬化性であり、架橋された架橋可能なコーティングを含む。適用された流体、粒子または双方は架橋剤または重合開始剤を含有してもよい。
【００７８】
適当な重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、三フッ化ホウ素、チーグラー触媒、金属ハライド、トリエチルアルミニウム、四塩化チタン、アセトフェノン、ベンジルおよびベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、カチオン性光開始剤、チオキサントン、アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）二塩酸塩、アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）、アゾビス（４−シアノ吉草酸）、過硫酸アンモニウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸一ナトリウム塩デヒドレート、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−（２−メチル−１−フェニルプロピル）−Ｏ−（１−フェニルエチル）ヒドロキシルアミン、ビス（ｔｅｒｔ−アミルペルオキシ）シクロヘキサン、ブタノンペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２−（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、エチル４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、イソアミル４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、トリメチルオキソニウム、他の−オニウム塩等が挙げられる。
【００７９】
適当な架橋剤は当該分野において通常の技量のユーザーに知られているであろう。そのような剤の非限定的リストとしては、例えば、２−ベンゾチアゾールエチオール、テトラメチルチウラムジスルフィド、イミドエステル、ジメチルスベリミデート、ホルムアルデヒド、カルボジイミド、ヒドラジド、イソシアネート、マレイミド、ピリジルジチオール、ジアジリン、アリールアジド、ハルアセチル、フォト−ロイシン、フォト−メチオニン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。最適な架橋剤は、架橋されているポリマーまたは複数ポリマー、ならびにプロセス条件に対するいずれかの制約に依存するであろう。
【００８０】
湿潤コーティング材料は、適当には、流体、ゲル、または半固体、あるいはその中に粒子を埋め込める他の材料を含む。ポリマーまたはモノマー溶液またはゲルは、架橋できるポリマー、および引き続いて重合されるモノマーを包含する、適当な湿潤コーティング材料と考えられる。湿潤コーティング材料は、適当には、いくつかの実施態様において、引き続いて重合される２以上のモノマーを包含する。
【００８１】
湿潤コーティングに適用される粒子は、適当には、適用のために流体に懸濁される。流体は、適当には、湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性であり、粒子は、適当には、やはり湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である。粒子は、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜなどによって流体中に配置される。
【００８２】
１つの試料の非限定的実施態様において、粒子を含有する流体が基材頂部の湿潤（乾燥されていない）コーティングに噴霧される。次いで、湿潤コーティングは乾燥され、粒子はコーティング中に埋め込まれて残る。このようにして、ユーザーは（粒子によって）機能性を、仕上げられた製品のコーティング層に付与することができる。
【００８３】
これは、仕上げられた製品がコーティング（例えば、メガネ上の抗反射コーティング）を必要とするが、ユーザーは製品がさらなる機能性（例えば、抗菌特性）を有することを望む場合に特に有用である。開示された方法を用いることによって、ユーザーは、所望のコーティング層を含み、また、そのコーティング層に取り込まれたさらなる機能性も含む製品を生産することができる。図２に示されるように、粒子は基材上に配置することもでき、次いで、湿潤コーティングが粒子の頂部に適用される。
【００８４】
適当な粒子および流体は本明細書中において他の個所に記載される。流体としては、例えば、溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非−極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体等が挙げられる。これらの例は本明細書中の他の個所に記載されている。
【００８５】
流体は塩、界面活性剤、安定化剤または（澱粉のような）粘度−改変添加剤も包含してもよい。これらは流体の加工性を最適化するために加えることができる。添加剤を用いて、粒子の凝集を妨げ（または促進）することもできる。
【００８６】
先に記載したように、粒子は混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜなどによって流体中に配置することができる。また、本明細書中において他の個所に記載されるように、粒子はさらなる機能性を付与する１以上の剤を含むことができる。
【００８７】
例示的な実施態様において、粒子は、平均して、特徴的な寸法の１００％以下、または特徴的寸法の約８０％未満、特徴的な寸法の約５０％未満、または特徴的寸法の約２５％未満の程度まで埋め込まれる。
【００８８】
粒子は、適当には、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、または約１０ｎｍ〜約１ｍｍ、または約１００ｎｍ〜約１００ミクロン、または約０．１ミクロン〜約０．５ミクロンだけ基材の表面から外に延びる。
【００８９】
いくつかの実施態様において、コーティング材料の表面エリアの少なくとも１つの領域の実質的に全てに粒子が埋め込まれているか、あるいは別の方法で占めている。その方法は、コーティング材料の表面エリアの７５％未満に粒子が埋め込まれている、またはコーティング材料の表面エリアの約５０％未満に粒子が埋め込まれている、またはコーティング材料の表面エリアの約５％未満さえに粒子が埋め込まれている表面を生起させることができる。
【００９０】
粒子は、平均して、約１ｎｍ〜約５ミクロン、約１０ｎｍ〜約１ｍｍ、約１００ｎｍ〜約１ミクロン、または約２００ｎｍ〜約５００ｎｍだけ相互から分離させることができる。粒子は別々のものであるか、または凝集していてもよい。
【００９１】
流体中に存在する、またはコーティング材料に埋め込まれた粒子は単分散であってよい。他の実施態様において、粒子は多分散であって、粒子集団は異なるサイズおよび材料の粒子を包含してもよい。粒子は、適当には、コーティング材料の表面にわたって実質的に均一に分布している。
【００９２】
いくつかの実施態様において、乾燥したコーティング材料もまた粒子よりも硬くてもよいが、粒子は乾燥したコーティング材料よりも硬いと特徴付けられる。粒子はまたコーティング材料と同等の硬さであってもよい。
【００９３】
特許請求される方法は、実質的にいずれかの表面配置の製品の頂部のコーティングに粒子を設けるにおいて有用である。製品は、平坦、円筒形、多面体、球形、溝、曲面、アーチ形、凹み、中空である表面を有するか、あるいはそうでない形状は全て特許請求される方法に使用できる。
【００９４】
特許請求される方法は、種々の用途を有する製品を生産するのに適している。そのような製品としては、精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、標識、流体処理システム、エレクトロニクスデバイス等が挙げられる。
【００９５】
いくつかの実施態様において、粒子はコーティング材料内に付着され、または保持される。これはファン・デル・ワールス力によって、あるいは１以上の粒子を動かし、または引き付ける勾配の適用によってさえ達成することができる。適当な勾配は本明細書中において他の個所に記載されており、電場、磁場、圧力／スプレイング、空気の流動等が挙げられる。
【００９６】
本明細書中において他の個所に記載されたように、コーティング材料は、適当には、ポリマーを包含する。適当なポリマーのリストは本明細書中において他の個所に記載されている。コーティング材料は木材、ガラス、ミネラル、金属等を包含してもよい。また、コーティングとしては、以下の１以上を挙げることもできる：
生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ酢酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛等のような他の生物学的材料。
【００９７】
流体は湿潤コーティング材料の上にまたは中に噴霧することができる。流体は、適当には、ローラー、プリンター、あるいはステンシル、スタンプまたは型のような他のアプリケーターによっても適用される。アプリケーターを用いて、粒子の少なくとも一部が基材中に少なくとも部分的に埋め込まれるように、粒子をコーティングに少なくとも部分的に押し付けることができる。いくつかの実施態様において、埋め込まれた粒子は、作業組成物内に配置された１以上の構造を、作業組成物内に対して外部である環境と電子的に連絡させる。
【００９８】
また、本発明は、特許請求される方法に従って作製された製品も包含する。そのような製品としては、例えば、膜、パッケージング等が挙げられる。
【００９９】
特許請求される発明の描写は図１５に示される。その図面において、基材（１）は頂部に設けられた湿潤コーティング材料（２）を有する。次いで、流体（４）中の粒子（３）は湿潤コーティング材料の頂部に設けられる。流体（４）は取り除かれ、または蒸発され、湿潤コーティング材料（２）は乾燥され、硬化され、あるいはそうでなければ最終形態とされる。いずれかの特定の理論に拘束されるつもりはないが、圧力、重量、勾配場、または他の力の作用によって、粒子は基材（１）の頂部のコーティング（２）に少なくとも部分的に埋め込まれる。粒子は、適当には、最終コ−ティグ材料にしっかりと埋め込まれる。粒子、コーティング、および基材の相対的寸法は説明的なものに過ぎず、断じて特許請求される発明の範囲を限定するように働かない。
【実施例】
【０１００】
実施例：表面増強された運動機器
増強された特性を持つショック吸収マットは運動およびレクリレーション状況において有用である。そのようなマットは種々の添加剤を包含させることによって増強することができる。例えば、銀−および銀イオン−含有粒子を埋め込んで、微生物を殺し、およびフタレート／ＢＰＡを吸収することができる。
【０１０１】
健康の利点を有する他の粒子としては、活性化されたヤシ／触媒炭素、活性炭、ＫＤＦ、火山砂、マグネタイト、セラミック磁石、天光石、麦飯石鉱物（マイファン・ストーン、石英班岩）、泰澄石、泰澄鉱物、石英、シリケートが挙げられる。これらの粒子はそれらの精製、洗浄、および医薬特性について認められており、開示された方法に従って作製された製品に取り込むことができる。
【０１０２】
フレグランス粒子が（フレグランスをマットに付与するために）できるように、臭い吸収粒子、臭い中和粒子を埋め込む（マット材料それ自体から、およびマットユーザーから臭いを排除するために）こともできる。硬い粒子を埋め込んで、湿潤である場合でさえ、マットの抗−スリップ性質を増大させることができる。快い臭いの材料（例えば、シナモン）を含有する粒子または流体のような抗微生物添加剤もまた埋め込まれ得る。
【０１０３】
実施例：機能的触覚性表面
前記した、および関連出願に記載されたプロセスを用いて、多数の「触覚性」表面増強を作り出すことができるある種の粒子を埋め込むことができる。このプロセスを用いるいくつかの非限定的例は、自己−清浄、疎水性、油をはじくおよび疎油性表面を作り出すためである。これらの表面は、適切には、抵抗性または滑り、研磨、クラック伝搬、破砕、指紋、油接着、水接着、脂肪接着、および多くの他の個人的、商業的および他の有用な特性への抵抗、またその減少のような特性を付与する。
【０１０４】
これらの増強が特に重要であり得るいくつかの非限定的エリアは：抗−指紋、抗−油、および摩耗−抵抗性粒子の、携帯電話、カメラ、ＰＤＡ、時計、メガネフレーム、メガネレンズ、コンパクトディスク、モニター、ゲームコントローラ−、キーボード、マウス、ウインドゥ、塗料、および内部および外部自動車コーティングの触覚性界面プラスチック表面への付与である。
【０１０５】
これらの適用に適した添加剤としては、シリカ、シリケート、ミネラル、金属酸化物、金属粉末、顔料、ポリマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、フルオロシラン、またはフルオロシロキサンが挙げられる。本発明は、前記したように、および関連出願に記載されたように、そのような粒子を広い範囲の天然および合成ポリマーに埋め込む。
【０１０６】
テキスタイルおよび化粧品産業で用いられる合成および天然ポリマー基材としては、糖、アミノ酸、ペプチド、蛋白質、ゴム、ならびに限定されるものではないが、毛髪、毛皮、羊毛、絹、爪、足指爪、羽、リネン、綿、バイオプラスチック、亜麻、麻、ジュート、ケナフ麻、革、コラーゲン、ケラチン、またはキチンであり得る繊維が挙げられる。これらの材料は、インク、グリッター、ルミネセント粒子、蛍光粒子、芳香物質、殺生物エレメント、または脱臭剤を包含する、多数の増強で、前記した、および関連出願に記載されたプロセスを介して機能性化することができる。
【０１０７】
実施例：膜材料における化学的に活性な添加剤
本発明は、添加剤またはコーティングの直接的取込みのような、先行方法によって機能性化することができない膜に、更なる材料、化学的、物理的、および生物学的に増強させる特性を付与するのに有用である。添加剤粒子の厚い膜への直接的取込みは、しばしば、製造するのが極端に困難であって、膜頂部におけるコーティングは膜中の細孔を塞ぐであろう。本明細書中に記載されたこの埋め込みプロセスが現存の方法を改良することができる場合のいくつかの非限定的例は、膜中のミクロスケールおよびナノスケールの細孔を塞ぐことなく、その中に特許請求される方法が活性な粒子を埋め込む燃料−電池膜および限外濾過膜である。
【０１０８】
ヒ素は、ヒトおよび動物に対する無臭かつ無色の急性トキシンである天然に生じる半−金属元素である。飲料水中のヒ素汚染は、何百万人の人々の病気を引き起こす現実の問題であり、時々、死亡に至りさえする。鉄酸塩を用い、水からヒ素を抽出して、溶解したヒ素および第一鉄イオン部分を酸化する１つの方法は、不溶性沈殿であるヒ酸第二鉄を生じる。これは：
によって表わすことができる。
【０１０９】
前記反応は、水からヒ素を濾過するために用いられる多くの方法の内の丁度１つである。他のものは濾過、蒸留、電気分解、エレクトロデオナイゼーション、沈着、化学的処理、および浸透圧を含む。同様に、ヒ素は、水源を安全でなくしかねない多くの汚染物のうちの１つである。他の汚染物としては、水銀、鉛、重金属、細菌、寄生虫、ウイルス、アメーバ−等のような物質が含まれる。本発明は、化学的に活性な分子／粒子の、ポリマー物体の表面への取込みを可能として、流体を処理する。
【０１１０】
膜バイオリアクター（ＭＢＲ）は比較的低いコスト、高い品質の廃液、および小さな設置面積にて水を精製することができ、慣用的な生化学排水処理プロセスに対する益々有望な代替法になりつつある。ＭＢＲは、ウルトラ、マイクロ、またはナノ濾過膜系と一体化させた、吊り下げられた成長生物学的リアクターを含む。ＭＢＲに関する最も挑戦的な問題は、膜の高いコスト、三次排水製品の低い価値、および膜自体の汚れによる性能の迅速な喪失を含む。
【０１１１】
研究は、特に、汚れは水力抵抗を増大させ、これは、浸透フラックスを降下させ、あるいは膜貫通圧力の上昇を必要とするので、膜の汚れがシステムの性能に影響する最も深刻な問題であることを述べている。これらは、操作コストの上昇および効率の減少に導く。ＭＢＲ濾過効率に影響する因子としては、膜の特徴：細孔のサイズ、親水性、表面の粗さ、および表面の電荷；およびスラッジの特徴：バイオマスの濃度、レオロジー、粒子のサイズおよび構造、コロイド濃度、温度、およびエアレーションが挙げられる。濾過ケーキの形成に加えて、有効細孔サイズの減少、または分子量のカットオフは膜粒状物の汚れにおいて共通している。
【０１１２】
従って、この本発明の１つの実施態様は、限定されるものではないが、ビーズまたはペレット（以下、ペレット）であり得る粒子−埋め込みポリマー物体の創製である。粒子および／または分子は能動的または受動的機能、あるいは限定されるものではないが以下の：抗微生物、抗ウイルス、抗真菌、抗菌、水銀吸収剤／吸着剤、鉛吸収剤／吸着剤、ヒ素吸収剤／吸着剤、溶媒吸収剤／吸着剤、重金属吸収剤／吸着剤、トキシン−中和等のような他の目的を有する。
【０１１３】
これらのポリマーペレットは、同時に安価、取扱いが容易、かつ軽量でありつつ、高い活性な表面エリアを有し、良好な有効性を与えるだろう。ポリマーペレットは、流体を、活性な分子および／または粒子を埋め込んだペレットに暴露することによって、流体の処理、特に、水の精製および濾過で有用であり得る。
【０１１４】
図１３は、その表面に化学的に活性な粒状物が埋め込まれており、かつ粒子１０が表面に埋め込まれている天然、合成、または生物学的ポリマーから構成される物体９（ペレット）を示すポリマー物体（ペレット）の模式的断面図を描く。これらのポリマーペレットは、流体をペレットと接触させることによって流体を処理し、濾過し、および／または汚染防止するのに用いることができよう。ポリマー物体の表面に含浸させるべき化学的に活性な粒子添加剤としては以下のものが挙げられる：
鉄、鉄イオン、鉄塩、マグネタイト、マグネタイトイオン、酸化第一鉄、第一鉄イオン、鉄酸塩、鉄酸イオン、第二鉄イオン、活性化された木炭、アルミナ、塩素、ヨウ素、触媒、金属、塩、セラミックス、化学的元素、合金、ポリマー、コンポジット、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、溶媒、フレグランス、脱臭剤、カーボンナノチューブ、ポリマーナノチューブ、金属ナノチューブ、半導性ナノチューブ、金属ナノチューブ、絶縁されたナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノスフィア、ナノシェル、有機金属ナノチューブ、蛋白質、蛋白質複合体、マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、化学的に不活性な剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、センサー、またはそのいずれかの組合せ。
【０１１５】
流体をペレットと接触させるのに用いることができる多くの方法がある。もう１つの「形態因子」または流体をペレットに接触させる方法は図１２に示すことができる。図１２は、その表面に化学的に活性な粒状物が埋め込まれたポリマー物体を含有するサッシェ剤の模式図を描く。このタイプの実施態様の他の非限定的例は、「サッシェ剤」、パウチ、容器、ケージ、ネットのような流体浸透性または半−浸透性容器、あるいは所望の流体との十分な接触を可能としつつ、含有された増強されたペレットを維持する他の方法を用いている。この実施態様では、ポリマー物体の最も小さい物理的寸法は、増強されたポリマーペレットが静止条件にある容器へのそれらの封じ込め、かき混ぜ、または熱膨張から逃げることができないように、流体−浸透性サッシェ剤の細孔または穴の最も小さい物理的寸法よりも大きいことが推奨されるが、必要と言うのではない。
【０１１６】
図１２におけるような１以上の化学的に機能性化されたポリマービーズはサッシェ剤６中に含有される。また、所望により、ストリング７を有してもよい容器、およびユーザーが最低限の容易性でもってサッシェ剤を入れ、位置決定し、および／または除去するのを可能とする目的でサッシェ剤６に付着されていてもいなくてもよい紙タブ８も示される。
【０１１７】
この実施態様の他の形態−因子としては、限定されるものではないが、ロッド、鎖、ストリング、チューブ、ワイヤ、他の構造、あるいはユーザーが最低限の容易性でもって容器を入れ、位置決定し、取り出し、移動させ、および／またはかき混ぜるのを可能とするいずれかのその組合せを挙げることができよう。同様に、容器は自由なままであってよく、いずれかの構造への付着を必要としない。
【０１１８】
流体−浸透性ペレット容器６の材料は、限定されるものではないが、紙、酢酸セルロース、リネン、布、綿、ポリエステル、有機繊維、合成繊維、ネッティング、金属／木材／プラスチック／コンクリート／合金／「ケージ」、ニワトリワイヤ、ワイヤ、ゴムケージ、ファブリック、またはそのいずれかの組合せよりなるものであってよい。
【０１１９】
開示された発明のもう１つの提案された非限定的実施態様は、ヒ素浄化用のポリマービーズ、パイプライニング、および／または飲料容器の表面に結合され、および／または埋め込まれた鉄−ベースの粒子の具体的な調製および使用を含む。ナノおよびマイクロ粉末マグネタイトは、ポリマービーズの表面に埋め込まれた場合、ポリマービーズ基材に対する匹敵するサイズのバルクサイズのマグネタイトビーズに対するよりも、周囲の液体環境中のヒ素化合物に対するより高い化学的に活性な表面エリアを呈することができる。
【０１２０】
本発明は、かくして、マグネタイトのバルクピースまたは磁石−安定化マグネタイト粉末を用いる、コストを回避し；マグネタイトの大きな断片の原料コストは表面の埋め込まれたマグネタイト粉末を含む同等なサイズのポリマービーズのそれよりも高く、さらに、本発明の溶液ベースの表面処理コストは極端に低い。そのような表面埋め込みポリマービーズは、限定されるものではないが、ＰＶＣ、ＴＰＵ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ポリカルボネート、ポリエチレン、ポリエステル、ポリスチレン、またはそのいずれかの組合せ、ならびに親発明において、および本明細書中において引用された他のポリマーよりなっていてもよい。これらのビーズは水瓶、水和レセルボア、または衛生、水、および／または流体精製目的の他の容器内部に入れることができる。
【０１２１】
開示された発明のより具体的な非限定的例として、約５ｕｍ未満の平均サイズのマグネタイトミクロ粒子（ＣＡＳ １２１７−６１−９、Ｆｅ３Ｏ４、酸化鉄（ＩＩ、ＩＩＩ）粉末９８％ Ａｌｄｒｉｃｈ）が、直径が１ｃｍ程度のサイズのＴＰＵペレット（ＥｌａｓｔｏｌａｎおよびＴｅｘｉｎ）に埋め込まれる（ペレットは１の近似的アスペクト比を有する）。
【０１２２】
溶液が蒸発を介して除去された後、その中に少なくとも１つのマグネタイト粒子が埋め込まれた得られたペレットは、ヒ素で汚染された水を含有する瓶に入れられた。今や、それらの表面に埋め込まれた、瓶中の水に接触したある量のマグネタイトを含有したペレットとして、マグネタイトは水からヒ素をある程度除去することができた。
【０１２３】
本発明の使用のもう１つの実施態様は、流体を、容器、フィルター、通路、パイプ、チューブ、あるいは複数のこれらの増強されたポリマーペレットを有する他のそのような導管を通って流動させることによって流体を処理することである。流体はペレットの表面および、よって、今や、表面−活性分子および／または粒子と接触するので、流体は処理されるだろう。また、本発明は、化学的に活性な分子および／または粒子で増強された他のそのような導管の表面の容器、フィルター、通路、パイプ、チューブを有する使用も含む。
【０１２４】
特許請求された方法を用いて粒子および／または分子が埋め込まれた膜は、燃料電池のためのプロトン交換膜、水濾過膜、流体濾過膜、エアフィルター、および化学物質生産のための触媒デバイスとして有用である。プロトン交換膜の燃料電池基材材料は微多孔質のペルフルオロスルホン酸、ＰＴＦＥコポリマー、ポリベンズイミダゾール、ポリアリーレン、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）またはそのいずれかの組合せよりなるものであってよい。
【０１２５】
本発明の１つの非限定的実施態様は触媒適用のためのものであり−そこでは、白金および／または他の金属および合金が燃料電池中のプロトン交換膜に移植されて、水素の酸化および酸素の還元を触媒することができる。粒子の埋め込みは、膜電極アセンブリーにおける触媒層の創製を支持する。
【０１２６】
このプロセスは、化学的に不活性であって、従って、他の埋め込み方法、特に、基材の化学的改変に依拠する方法に適していない基材での使用に特に適していると考えられる。かくして、本発明の方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（ＴＭ）等のような材料への粒子の埋め込みを可能とする。
【０１２７】
ウルトラ、ミクロ、またはナノ濾過膜は、限定されるものではないが：補強、自己−治癒特性、抗微生物剤、疎水性または親水性剤、表面粗化添加剤、電気的にまたは磁気的にチャージされた粒子、抗−汚れ剤、抗−バイオフィルム形成剤、またはそのいずれかの組合せを含めたある範囲の材料で増強することができる。そのような粒状物および／または分子添加剤は膜の表面に十分にまたは部分的に埋め込まれて、膜の性能を改変および／または増強することができる。
【０１２８】
本発明のもう１つの非限定的実施態様は、粒状物が膜をバイオ汚染するのを妨げるのを助けることである。粒状物の汚れは、ミクロおよび限外濾過系における汚れの主な形態である。膜表面でのバイオ汚れ、微生物およびバイオフィルムの接着および成長は、荷電した、またはイオン性の添加剤、抗微生物剤、疎水性または親水性材料、表面エリアを減少させるための表面平滑化化学的処理の導入で阻害することができる。例えば、もし汚染性コロイド、マクロ有機物、ミクロ有機物、または粒状物が膜表面のそれと同一の電荷徴候を有するならば、それらは静電力により膜によってはじかれ、総じての吸着を減少させる。多くの汚染性コロイドおよびマクロ有機物は中性および高いｐＨ条件において、負に荷電しており、従って、膜を負に荷電するのが望ましい。また、濾過膜を親水性として透過性を上昇させ、芳香汚染物との親和性を降下させるのがしばしば望ましい。
【０１２９】
本発明のもう１つの非限定的実施態様は、活性な機能性を膜に付与することである。例えば、アセテート（酢酸セルロース等）布は、本出願および従前に引用された発明において記載された方法、ならびに他の方法を用いてマグネタイトナノ粒子またはミクロ粒子を埋め込むことができる。次いで、その布は、ヒ素のような重金属汚染物の水および他の流体、ならびに他の汚染物の宿主を精製するための膜として働くことができる。
【０１３０】
そのような布に、先に引用した本発明および従前の発明の出願において言及されたもののような種々の他の粒子を埋め込んで、布の汚れを防止し、および微生物を布に結合させ、および／または微生物を殺し、および／または微生物が接着するのを防ぎ、および／またはそれらの再生を阻害するような、水中の微生物に対して活性な効果を有することもできる。この例で用いられる布は、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、本発明および従前に引用された発明の出願で引用されたポリマーのいずれか、およびいずれかの他のポリマーから構成されるもののようないずれの合成布または膜であってもよい。
【０１３１】
実施例：進化した水和レセルボア
現存する水和レセルボアは、液体をレセルボアから外に漏出させ、引き続いて、ユーザーのリュックサックそれ自体、内容物、および／または着用者を湿らせる漏出、零れ、穿刺、および他の効果に悩んでいる。バッグはリュックサックスタイルのバッグに限定されず、「ファニー−パック」、ダッフルバッグ等であり得る。
【０１３２】
本発明は、水和レセルボアを保持するように設計されたポケット中の耐水性、または高度に水抵抗性のライニングを形成するのに用いることができる。このライニングはバッグの内容物、バッグそれ自体を保護し、ならびにパックから漏出する水、電解質ドリンク等のような流体に着用者が暴露することを保護するであろう。
【０１３３】
１つの例示的な実施態様は、容器および／またはその内容物を冷却するための液体の吸熱性蒸発である。本発明の非限定的例は、水瓶または水和レセルボアまたは水容器の周りまたはその上の場所である湿ったファブリックのような水分吸収性材料であろう。次いで、その材料中の水分が蒸発するにつれ、容器からの熱は吸収され、かくして、その中に貯蔵された容器の内容物を冷却する。
【０１３４】
氷融解の面倒、氷融解による飲料の希釈、クーリングボックスおよび給電冷蔵庫のかさ高さまたは重さ、長時間の間の冷蔵温度の喪失、および高いコストを避ける冷却水容器を外出時に採用するのが望ましい。気化冷却および冷蔵のそのような便宜な低コストかつ多様な方法は、電気が無い、または電気が高価である、または短時間の供給である地方で特に重要である。生体医療材料、医薬、およびワクチンの、例えば、遠隔領域への輸送は、しばしば、供給するのが困難であり得る冷蔵を必要とする。
【０１３５】
開示された自己−冷却装置の１つのユニークかつ発明的特徴は、多孔性の気化冷却層に機能的抗微生物粒状物を埋め込めることであるが、これはあてはまる必要はない。
【０１３６】
多孔性の壁は、モノリシック容器は溶液または拡散を介してその表面を横切って水分を輸送できないゆえに、モノリシック非−多孔性表面を有する容器では可能でない、制御された気化を介して冷却を供することができる。多孔性材料内部の小さな穴は、水分または蒸気を効果的に輸送するための通路として働く。かくして、冷却効果は膜を横切ってより均一かつ顕著であり、これは、熱勾配の存在下における気化のより均一な分布を可能とする。
【０１３７】
膜の透過性は、水分または蒸気の伝達速度に直接的に比例する水の最大気化冷却のための鍵となる決定因子である。透過性は、拡散係数および溶解係数の数学的積である。そのような多孔性の気化冷却膜に伴う大きな問題は汚染の可能性である。そこでは、膜と接触した空気、ごみ、雨または泥からの細菌、ウイルス、カビ、真菌は細孔を通じて拡散または輸送されかねず、かつ膜の湿った環境により増殖さえしかねない。膜表面に含浸された殺生物剤はそのような望まない微生物の成長を軽減する。加えて、マルチクロミック剤は膜によく含浸されて、温度の環境変化、生物学的エレメント、トキシン、病原体、汚染物、光強度、機械的応力、ひずみ、他の因子、およびその組合せを信号で伝えることができる。
【０１３８】
水和レセルボアからの流体は、冷却装置から水和レセルボアを除去する必要性なくしてブラダーから延びるストローまたはホースを通じて吸引することができる。と言うのは、冷却デバイスは水ブラダーの表面に一体化されているからである。
【０１３９】
水ブラダーは少なくとも２つ（２）の層を含むことができる。水ブラダーの材料はいずれかのポリマーまたは水−含有材料を含む。水和レセルボアの、および気化層のこれらの材料は柔軟性または剛性、天然または合成であってよく、限定されるものではないが、以下のものが挙げられる：
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、熱可塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリカルボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、コポリエステル、ポリスチレン、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（メチルメタクリレート）コポリマー、ポリエーテル−ウレタン、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、エチレンコポリマー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリペルフルオロアルコキシエチレン、ポリ二塩化ビニル、糖、アミノ酸、蛋白質、ゴム、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、ワックス、ポリオレフィン、セロファン、銅アンモニア、綿セルロース、ビスコース、竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、コイア、綿、亜麻、麻、ジュート、ケナフ麻、パピルス、紙、パーチメント、ポリアミド、ポリラクチド酸プラスチック、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ラフィア、米、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、セルロース、酢酸セルロース、木材、硝酸セルロース、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、ブレンド、またはそのコンポジット。ポリエチレンのような熱可塑性樹脂は特に適当であると考えられる。
【０１４０】
クーラントは、適当には水であるが、水蒸気、蒸気、水、氷、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、六フッ化硫黄、油、溶媒、液体、鉱油、シリコーン油、凍結防止剤、フルオロカーボン油、フレオン（ＴＭ）、アルコール、アセトン等でもあり得る。
【０１４１】
気化層は、耐水性の水和レセルボア材料の内部と接触した外側層であり得る多孔性膜を含む。この膜は、膜を横切っての水の輸送ならびに気化を容易とする。
【０１４２】
代替設計は、水和レセルボアおよび気化層が相互の頂部に重要には一体化されていないが、気化層は毛細管チャネルを介して水和レセルボアに連結されており、これは、水和レセルボアと直接接触していないエリアへ、水和レセルボアを囲う層からのクーラントの輸送を可能とする。これの好ましいが非限定的実施態様は。
【０１４３】
図１０は例示的な冷却水和レセルボアを描く。気化層を含まない水和レセルボアそれ自体２の耐水性材料は、流体を領域１に含有させてカプセル化する。流体は、流体をストローまたはホース５を通じて外に導く開口４を介してユーザーに吸引することができる。衛生マウスピース６は、抗微生物剤で処理することができるバルブまたはキャップを含むことができる。内部水和レセルボア材料２を囲う気化層３は、クーラントが蒸発する場合に、熱が内部水和レセルボア内容物から吸収され、それにより、内容物を冷却するように、クーラントで浸漬される。
【０１４４】
クーラント蒸気は全ての表面層３から直接的に蒸発できるか、あるいはこの層の外部の更なる蒸気不浸透膜は、膜３と接触し、かつ全水和レセルボアを収容する、リュックサックの外側に位置してもよい、もう１つの膜８に対する毛細管チャネルへのクーラントの浸透を可能とする毛細管チャネル７を通って蒸気を外側に向かわせることができる。そのような装置は、水和レセルボアがリュックサックの内側に収容され、リュックサックの内側の他のアイテムが湿るべきではない場合に有用であり、これは、クーラントが膜３から蒸発し、リュックサック内で凝縮する場合に起こり得る。
【０１４５】
更に、気化膜８がリュックサックの外側にあって、リュックサックの外側の雰囲気温度がリュックサック内部よりも高いであろう場合に、気化はより容易に促進される。リュックサック外側からの熱は、対流、伝導、または放射により、直接的に気化膜３へよりは効果的に気化膜８まで移動され、これは、クーラントの気化の速度を加速するだろう。例えば、リュックサックの外部に入射する強い日光は気化膜８をより容易に加熱することができる。と言うのは、これは雰囲気光源に面するリュックサックの外部に位置することができるからである。
【０１４６】
気化冷却膜３、７および８は毛細管細孔またはチャネルを含有することができ、および／または殺生物剤および／またはマルチクロミック剤を含む添加剤を含浸させることができる。周囲の材料２もまた抗微生物剤を含浸させることができる。
【０１４７】
実施例：光学および眼科材料の増強
本発明は表面を増強させることができ、そのうちいくつかの非限定的例はポリカルボネート、Ｔｒｉｖｅｘ、高−指標のアクリル、およびエチレングリコールジアリルジカルボネート（ＣＲ−３９）ポリマーを包含し、これは慣用的な眼科レンズで用いられる標準的な材料である。酢酸セルロース、ナイロン、ポリアミド、プロピオン酸セルロース、ケブラー、オプチル、ポリカルボネート、木材、革、コポリアミドコンポジット、および炭素繊維グラフィックコンポジット、およびプラスチックメガネまたは他の光学フレームで用いられる他の材料は、本発明によって機能的に修飾することができる。ルミネセント、抗菌、顔料、帯電防止、引掻き抵抗性、抗−指紋、防曇、ＵＶ−抵抗性、着色、抗−反射、ＩＲ−抵抗性、高反射率ミラー、光学濾過、フレグランス、脱臭、樹脂、滑沢剤、可溶化、安定化、界面活性剤、フォトクロミック、または蛍光剤。
【０１４８】
１つの非限定的例として、フォトクロミックメガネレンズは、慣用的には、レンズの全バルクの全体を通じて塩化銀またはハロゲン化銀を取り込むことによって作製される。しかしながら、この方法は、プラスチックメガネレンズを生産するのに用いられる最も広く普及したモノマーであるエチレングリコールジアリルジカルボネートの重合化学でそれを行わなければならない主な欠点に悩んでいる。このモノマーの重合に続いて、重合触媒、しばしば、イソプロピルペルカルボネートは、これらの色素を有機材料レンズに直接的に取り込むのは困難であったように、フォトクロミック色素のフォトクロミック特性を阻害する。本発明の方法は、熱処理の必要性なくして、フォトクロミック材料をレンズプラスチックに埋め込むことができる。
【０１４９】
実施例：スマート材料のためのマルチクロミック添加剤
先に、および関連出願において記載されたように、添加剤粒状物、液体、またはガスをポリマーの表面に埋め込むまたは取り込む方法が開示され、ここに、添加剤は環境の変化または刺激に応答して色彩を変化する。
【０１５０】
いくつかの非限定的例は、熱的、機械的、電気的、磁気的、光学的、化学的、生物学的、または放射性の変化または刺激への暴露に際して、マルチクロミック剤は電磁波の吸収、散乱、または反射周波数および／または振幅のシフトを経験するであろうというものである。可視スペクトルの変化は最も有用であろう。なぜならば、それらは見るために引き続いての機器を必要としないだろうからである。
【０１５１】
本発明が付与する１つの利点は、その方法は、現存の製造プロセスにおける劇的な改良を表す、単純な、コストがかからない製造後方法であることである。マルチクロミック色素が取り込まれたポリマーを作り出すための現存の製造方法としては、押出、カレンダリング、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形、溶液キャスティング、吸着、吸収、コーティング等が挙げられる。しかしながら、これらの方法は労働集約的であって、マルチクロミック添加剤と適合することができない。
【０１５２】
マルチクロミック添加剤のためのいくつかの非限定的適用はパッケージング材料を包含し、そこでは、そのような材料は腐敗、トキシン、病原体、温度、照射、機械的歪等の存在を示すのに用いることができる。マルチクロミック添加剤の光学的消光または反射周波数のシフトの多くの結果、可視光の色の変化がもたらされ、これは消費者によって直ちに確認され得る。添加剤の非限定的リストとしては、マルチクロミック、ケミコクロミック、ピエゾクロミック、サーモクロミック、ヒドロクロミック、ラジオクロミック、エレクトロクロミック、マグネトクロミック、フォトクロミック剤、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【０１５３】
マルチクロミック（すなわち、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、応力クロミック、ラジオクロミック、サーモクロミック）剤としては、とりわけ、ポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ローザニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビスルファイト、ハロゲン化銀、オキサジン、ナフトピラン、ニトロスピロピラン、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロ−オキサジン、キニン、ヘキサアリールビイミダゾール等が挙げられる。
【０１５４】
提案されているが、非限定的な興味深いポリマー基材としては飲料容器、ラッピング、瓶等が挙げられる。そのようなアイテムは合成または天然ポリマー組成物を有してもよい。
【０１５５】
実施例：新種の、新規な、および新規材料
前記した、および関連出願に記載されたプロセスの使用は、新種および新規な材料を製造する方法をより現実的なものとすることができる。非限定的な例として、超疎水性または超親水性材料は、乾燥した条件において水分を蓄積させるのに、および防曇表面を作り出すのに有用である。
【０１５６】
もう１つの非限定的例は、水中に存在する化学的または生物学的トリガーへの暴露の間に粒子が色を変化させるように、ケミコクロミック粒子を、水の瓶、パック、ブラダー、またはカップのプラスチックまたはゴムに埋め込むことである。
【０１５７】
もう１つの例として、ナノ構造−埋め込みポリマーナノコンポジットは、元のポリマーに付与された多量の構造、光学、難燃性、化学的、および電子的改良を有する。本発明は、先に記載され、および関連出願に記載されたように、ポリマーナノコンポジット合成の現存の方法に対して改良および／または代替法を提供する。
【０１５８】
実施例：半導体デバイスおよび関連方法
多くの光起電（ＰＶ）デバイスおよび燃料電池のポリマー膜の固有のコストは、高い純度の結晶を成長させるのに用いられる高−真空蒸着手法の遅い速度、または十分なキャリアの寿命に達成するのに必要な高度に制御されたフィルム寸法のため依然として高いままである。本発明はコスト的に有利な、単一工程、室温および圧力条件における添加剤粒子および分子の表面埋め込みおよび表面取込みを可能とし、かくして、現在の半導体修飾技術に対する改良を呈する。
【０１５９】
ドナー−アクセプター界面におけるエキシトン解離に基づいた光電池の外部量子効果は：
ηＥＱＥ＝ηＡηＥＤηＣＣ
［ηＡは吸収効率であり、ηＥＤはエキシトン拡散効率、または再結合前にドナー−アクセプター界面に到達する光生成エキシトンの分率であり、ηＣＣはキャリアーのコレクション効率、またはその対応する電極に到達する遊離キャリアーの確率である］である。エキシトンの拡散長は、典型的には、光吸収長よりも１オーダー小さな大きさであるので、光生成エキシトンのかなり大きな分率は、光電流の生成のために用いられないままであり、ηＥＱＥおよびパワー変換効率を制限する。開示された方法を介して有機エレクトロニクス材料の表面に埋め込まれた内包物は、例えば、物体の表面の誘電定数、消光、吸収、伝導性、偏光性、磁化、および／または光学的特性を調節する能力を有する。
【０１６０】
有機半導体はそれらの無機カウンターパートと同様な種々の重要な特性を有し、かくして、発光、光吸収、およびスイッチング適用で用いることができる。例えば、結晶性ポリマーは、無機半導体におけるものと同様な電子バンドを呈する。本明細書中に記載された本発明は、単純な、コスト的に有利なかつ容易に適合させることができる様式で、有機半導体材料の表面に粒子をドーピングし、および／または移植することができる。
【０１６１】
有機光起電デバイス（ＯＰＶ）は、スピンコーティングまたはインクジェット印刷のようなコーティングプロセス、ポリマーおよび小分子化合物のような有機半導性材料の薄いフィルムから作り出される。ＯＰＶは、大きな面積および柔軟なプラスチック基材をカバーするそれらの能力において、伝統的な第一および第二世代の光発電のための有望なコスト的に有利な代替技術を表す。光電池の半導性接合および／または光活性層への添加剤構造の取込みがそれらの光起電効率を増強させることができることを示すための、増大する学問的、産業的および商業的研究があった。光電池の光活性層全体に分散したカーボンナノチューブは、エキシトン分裂および電荷キャリアー輸送を助ける半導体接合において局所的電場を増大させる。
【０１６２】
ポリマーマトリックスの内部に分散した（電子ドナーとしての）コンジュゲートされたポリマーおよび（電子アクセプターとしての）カーボンナノチューブおよび他のフラーレン誘導体の間の光誘導電荷移動は、有意により高い効率のＯＰＶデバイスを可能とする。この増強は、エキシトン解離を増加させる内部ポリマー−ナノチューブの接合、およびコンポジット全体を通じてのバランスのとれた二極輸送によるものである。光励起電子ドナーとして働くポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）のコンポジットはＳＷＮＴとブレンドされており、これは、光発生エキシトンの電荷分離、およびキャリアーをナノチューブの長さに沿ってそれらの各電子およびホールコレクティング接触まで輸送することによる引き続いての電荷移動を可能とする。ＯＰＶデバイスを製造する１つの通常の方法は、ＩＴＯのガラス基材上へのスピンコーティング、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのＩＴＯ基材の頂部上へのスピンコーティングおよび、引き続いての、光活性層としてのクロロホルム中のＰ３ＯＴ−ＳＷＮＴの溶液のスピンコーティングを含む。ポリマー−ナノチューブ接合の存在は、モノリシックなダイオードのそれと比較して２オーダーの大きさを超えてデバイスを通じて光電流を増加させることができ、ならびに開いた回路電圧の倍加を増大させることができる。ナノチューブはポリマーの表面内に配置させて、伝導性であってよいナノチューブのネットワークを作り出すことができる。
【０１６３】
本発明は、半導体ナノワイヤ、あるいは光学的エネルギーを電気エネルギーに変換するエレメントとしての種々のバンドギャップの他のナノ構造の横方向アレイを用いるマルチ接合ＰＶ電池のための代替処理を作り出す。マルチ接合ＰＶデバイスは、異なるスペクトルの部分における入射放射線を選別し、吸収する種々の材料の重ねられた層を使用し、７０〜８０％の単一波長の変換を達成する。薄いフィルムに伴う問題は、キャリアーコレクション前に光エキシトンが再結合することを含む。ナノスケールのヘテロ接合および構造は、トラップを通じてそのような再結合を緩和することができる。これらのナノ構造は、共に、産業において低コストの製造に採用可能な蒸気−液体−固体（ＶＬＳ）方法またはゾル−ゲルアプローチによって成長させることができる。Ｓｉ、Ｇｅ、ＴｉＯ２、およびＩＩＩ−Ｖ半導体は、太陽スペクトル放射を捕獲することができる材料についての候補である。半導体ナノ構造は、やはり横方向コンセントレーターとして働いて、光活性ナノコンポジット単層において光吸収を増強させる、ナノ構造の金属電極アレイの頂部に蒸着される。
【０１６４】
カーボンナノチューブは、ナノ技術、オプティックス、エレクトロニクス、先端材料、濾過、バッテリー等における膨大な適用で有用な広い範囲の新規な特性を保有する炭素のアロトロープである。そのような特性は、極端に高い熱伝導性、バリスティック伝導、および異常な機械的強度を含む。カーボンナノチューブのバンド構造は、チューブの直径に強く依存しており、従って、光学的および電子的特性の調節は、制御された合成方法を介して可能である。ナノチューブの半導性または金属特性もまた、その分子の配置および構造に依存する。種々の方法は、（１）ナノチューブポリマーの溶液混合；（２）音波処理およびメルト加工；（３）メルトのブレンディングおよび；（４）ナノチューブの存在下におけるその場重合を含めた、ポリマーマトリックス内にナノチューブを分散させることが当該分野で知られている。しかしながら、これらの方法は固有の不利を有するゆえに、本方法はカーボンナノチューブを埋め込むことにおいて有用である。
【０１６５】
本発明は、限定されるものではないが、慣用的なエピタキシャル成長させた格子にマッチした結晶性半導体デバイスと比較して、低コスト、大きなデバイス面積、物理的柔軟性、および便宜な材料取込みを供することを知られた溶液−加工エレクトロニクスおよびオプトエレクトロニクスデバイスを含めた、多数のタイプのデバイスに適応可能である。本発明は、限定されるものではないが、有機、ハイブリッド有機−無機、および色素−増感セル（ＤＳＣ）を包含する、エキシトン太陽電池のようなデバイスでも適用可能である。極端に高い効率および安定なエキシトンフォトセルであるＤＳＣは、光−収穫分子の吸着用の大きな表面エリアおよび厚いナノ粒子フィルムに依拠する。
【０１６６】
添加剤の粒状物または分子は、限定されるものではないが、各々が分散媒体の連続相に対して分散相で区別され、半−区別され、または区別されない、固体粒状物、液体、またはガスの１または組合せを含むことができる。この添加剤および溶液は、限定されるものではないが、均一な混合物、不均一な混合物であり得るが、含有された溶液、懸濁液、コロイド、エアロゾル、ゾル、エマルジョン、またはゲルは、制御された様式で、または統計学的に分布した様式で、ポリマー基材の表面に分注されてもよい。
【０１６７】
ポリマー基材は実質的にいずれの合成ポリマーまたはコンポジットも包含することができる。これらとしては、限定されるものではないが、以下のもの、ならびに先に引用した親出願で言及したものが挙げられる：
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ペンタセン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ），ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリウレタン、ポリカルボネート、ポリエステル、コポリエステル、ポリ（メチルメタクリレート）コポリマー、テトラフルオロエチレン、スルホネート化テトラフルオロエチレンコポリマー、アイオノマー、フッ素化アイオノマー、ポリマー電解質膜、フッ化エタンスルホニル、２−［１−［ジフルオロ［（トリフルオロエテニル）オキシ］メチル］−１，２，２，２−テトラフルオロエトキシ］−１，１，２，２−テトラフルオロ−、テトラフルオロエチレンを伴う、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテンスルホン酸コポリマー、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブテン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ポリグリコリド、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリフェニレンビニレン、銅フタロシアニン、グラフェン、ポリ（プロピレンフマレート）、セロファン、銅アンモニア、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、ブレンド、またはそのコンポジット。
【０１６８】
基材１の表面に含浸すべき添加剤としては、限定されるものではないが、以下の、ならびに先に引用した親発明で言及したものの内のいずれかを挙げることができる：
カーボンナノチューブ、ポリマーナノチューブ、金属ナノチューブ、半導性ナノチューブ、金属ナノチューブ、絶縁されたナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノアンテナ、ナノスフィア、ナノシェル、有機金属ナノチューブ、ＶＡＵＬＴ蛋白質、量子ドット、ドーパント、光学的集光およびトラッピング構造、光学的レクテナ、「ナノフレーク」、ナノ−共軸構造、導波構造、金属ナノ結晶、半導性ナノ結晶、マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、ピエゾクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、ラジオクロミック剤、エレクトロクロミック剤、硝酸銀、水銀、マグネトクロミック剤、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、触媒、湿潤剤、化学元素、金属、塩、セラミックス、ポリマー、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、可塑剤、膨潤剤、溶媒、酸化チタン、ＵＶ−抵抗剤、ルミネセント剤、抗菌剤、帯電防止剤、塩、酸化インジウムスズ、塩化ベヘントリモニウム、コカミドプロピルベタイン、リン酸エステル、フィルエチレングリコールエステル、ポリオール、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ジノニルナフチルスルホン酸、ルテニウム有機金属色素、酸化チタン、二酸化チタン、引掻き抵抗剤、グラフェン、銅フタロシアニン、抗−指紋剤、防曇剤、ＵＶ−抵抗剤、着色剤、抗−反射剤、ＩＲ−抵抗剤、高反射率剤、光学濾過剤、フレグランス、脱臭剤、樹脂、滑沢剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、蛍光剤、活性化された木炭、インク、トナー粒子、回路エレメント、絶縁材、導電材、導電性流体、磁性包有物、エレクトロニクス包有物、プラズモン包有物、誘電性包有物、共鳴包有物、ルミネセント分子、蛍光分子、半導体、半導体ドーパント、キャビティー、包有物、レンズ、メタ材料、冷陰極、電極、ナノピラミッド、量子ドット、ナノ結晶、レゾネーター、センサー、アクチュエーター、トランスデューサー、回路エレメント、トランジスター、レーザー、オシレーター、フォトディテクター、フォトン結晶、コンジュゲートされたポリマー、非線形エレメント、金属、セラミックス、合金、コンポジット、多層、化学的に不活性な剤、相−シフティング構造、増幅器、モジュレーター、スイッチ、光電池、発光ダイオード、カプラー；抗ブロックおよび抗スリップ剤：珪藻土、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、およびシリケート；スリップ剤および滑沢剤；脂肪酸アミド、エルカミド、オレアミド、脂肪酸エステル、金属ステアレート、ワックス、およびアミドブレンド；抗酸化剤：アミン、フェノリック、オルガノホスフェート、チオエステル、および脱活性化剤；帯電防止剤：カチオン性帯電防止剤、第四級アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、アニオン性カウンタースタット（ｃｏｕｎｔｅｒｓｔａｔ）、固有導電性ポリマー、アミン、および脂肪酸エステル；殺生物剤：ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキシド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＴＲＩＣＬＯＳＡＮ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ；光安定化剤：ＵＶ吸収剤、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ベンゾエート、サリシレート、ニッケル有機錯体、ヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）、およびニッケル化合物等。明らかなように、特許請求される方法は、成形される実質的にいずれもの材料への実質的にいずれもの粒子の埋め込みに使用できる。
【０１６９】
前記デバイスの材料としては、限定されるものではないが、以下の材料、ならびに先に引用した親発明で言及したものが挙げられ、そのリストとしては以下のものが挙げられる。
【０１７０】
ＴｉＯ２、Ｃ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳＯ４、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ｒｕ、Ａｓ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、ＣｄＴｅ、Ｓｅ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｓ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇｅ、二セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、クロム、イリジウム、ネオジム、イトリウム（ｉｔｒｉｕｍ）、ガラス、シリカ、有機蛍光色素、またはそのいずれかの組合せ。
【０１７１】
実施例：光電池用のマイクロコンセントレーターの製造
親発明において、および本明細書中に記載された埋め込みプロセスを用い、我々は、入射放射線の光電池またはフォトディテクターへの吸収を改変することができる光学ナノアンテナとしての金属ナノワイヤ、ナノシェル、またはボウタイを埋め込むことを提案する。
【０１７２】
強い場散乱断面およびプラズモン構造で見出された増強は、薄いフィルムの太陽電池における光吸収、ならびにイオン性ナノ粒子金属のアップ−コンバージョン効率を増強させることができる。例えば、アモルファスシリコンの薄いフィルムの太陽電池における光学的吸収は、１．５倍程度増強され得る。
【０１７３】
プラズモンナノアンテナ用の光発電以外の他の適用としては、フォトン・バンド−ギャップ材料、表面−増強ラーマン分光測定（ＳＥＲＳ）、導波デバイス、電磁波クローキング構造、増強されたランダムレージング、調波発生、および医療オプティックスが挙げられる。薄膜アモルファスシリコン、微結晶シリコン、または有機薄膜の頂部層の銀アイランド、金属格子、三角形、ピラミッド、または他のテクスチャード表面は、光学吸収およびアップ―コンバージョンを増強させることによってデバイス効率を増加させる。アップ−コンバージョンデバイスでは、エルビウムイオンに隣接するフィルムに埋め込まれた銀ナノアイランドは、銀ナノ粒子およびエルビウムイオンの間のプラズモンモードが結合された場合、それらのフォトルミネセンス収率を高める。電気的パーコレーション閾値を超える表面負荷を伴う透明基材に埋め込まれたランダムまたはパターン化金属メッシュを用いて、透明導電性電極を製造することができる。
【０１７４】
マイクロコンセントレーターレンズを包含する、シリコン光電池の新しい形態因子は、有意に改良された充填因子でもって実行されることが示されてきた。商業的に入手可能な円筒形レンズアレイを用いて、ガラス裏打ちプレート上にＰＤＭＳ型を作り出すことができる。次いで、シリカナノ粒子、シリコーン−エポキシ樹脂、およびカップリング剤から形成された光硬化性液体は、ネガティブＰＤＭＳ型に注ぐことができる。シリカナノ粒子のような透明な粒子を、下にある基材および光硬化性型の間にナノ−またはミクロ−スケールの粗さを導入することによって、界面の接着をさらに促進するのに包含させることができる。プラズモン活性先端電極材料を、加えて、適用して、光学的およびプラズモン集光能力を供することができる。
【０１７５】
有機太陽電池（ＯＳＣ）の光活性バルクヘテロ接合層に含浸された２次元フォトン結晶構造は、デバイスの量子効率を高める。ポリチオフェン誘導体（ＴＤＰＴＤ）ポリ（３−（２−メチル−２−ヘキシルカルボネート）チオフェン−コ−チオフェン）および［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）であり得るバルクヘテロ接合層は溶液キャストすることができる。次いで、高度に円柱状のフォトン結晶アレイは表面に埋め込まれ得る。
【０１７６】
粒子は、ルミネセント・ソーラー・コンセントレーター（ＬＳＣ）中のポリマーの表面に埋め込まれ得る。これらの粒子は、限定されるものではないが、散乱体、光学非線形エレメント、ルミネセント剤、光学コレクター、ナノアンテナ、ナノチューブ、突合せカップラー、レンズ、焦点合わせエレメント、屈折エレメント、ミラー、あるいは入射太陽放射の吸収を促進し、これらをＬＳＣの内部における導波モードにカップリングさせる他の構造であってよい。ＬＳＣはポリマーシートの少なくとも１つの層を含み、ここに、シートの表面は埋め込まれた光学エレメントを含有した。もし１を超えるシートが存在すれば、シートが一緒に溶媒結合して、層化構造を形成することができる。
【０１７７】
かなりの研究努力が、それらの導波、エネルギーカップリング、およびフォトン−電子統合能力のための誘電体内に埋め込まれた金属粒子を調べるのに投資されてきた。これらの現象は、広い範囲の新規なフォトン、エレクトロニクスおよびプラズモンデバイスを作り出し、ディフラクター、ブラッグミラー、サブ波長レゾネーター、光電池、ナノアンテナ、センサー、回路エレメント、フォトン結晶、スイッチ、および発光ダイオードが挙げられる。（例えば、添加剤−含有流体または溶液の制御された分注によって）それらの添加剤を制御可能に配置することは、パターン化された粒子アレイを可能とする。
【０１７８】
埋め込まれた金属粒子の区別される沈積物を、焼結／加熱の使用を介して融合させることもできる。これは、イオンをバルク金属として埋め込まれた粒子上に選択的に沈積させ、それらを成長させ、一緒に融合するレドックス反応によって達成することもできる。
【０１７９】
実施例：冷陰極デバイス
前記した、および関連出願に記載したプロセスを用いて、冷陰極または電子源を生産することができる。これを達成する１つの注目すべき方法は、導電性であるか、あるいは有機分子または他の添加剤のような添加剤の使用を介して導電性とされたの、いずれかであるポリマー基材上にナノピラミッドを埋め込むことであろう。
【０１８０】
（ピラミッドの露出された先端に由来することが疑われる）ナノピラミッドからの陰極放出は、本出願、他の引用された出願、および他のものに記載された技術およびプロセスおよび方法を用い、ランダムな方法で、またはパターン化された形成（例えば、アレイの形成）にてナノピラミッドを沈積させることによって達成することができる。ナノピラミッドは特に選択される。なぜならば、それらの形状は、基材への埋め込みに際して「鋭い」コーナーの露出に好都合だからである。ナノチューブ、ナノスター（スターバースト−形状の粒子）、スパイクされた粒子などのような「鋭い」コーナーの露出にやはり導く他の形状は、その全てが特許請求される発明において適用可能である。
【０１８１】
実施例：流体適用方法
現行のマイクロおよびナノエレクトロニクスデバイスの製造および処理方法は、しばしば、真空チャンバー中の溶液−ベースの噴霧沈積を用いて、更なる化学的、機械的、電子的、または光学的機能を基材に付与するコーティング、材料、流体、および／または粒子を適用する。本明細書中に開示された本発明は、霧化された流体液滴のサイズおよび分布のような特徴を制御し、または修飾するためのナノエレクトロニクスデバイスの製造および処理のための、現存の噴霧沈積技術に対する代わりのまたは補充的な単一−工程かつ低コストのプロセスを提示する。
【０１８２】
非限定的実施例１：表面プラズモンは光学励起下での金属の表面の自由電子の励起であり；多くの半導体および有機半導体系は、今や、プラズモンの受動的および能動的材料を取り込む。本明細書中に記載された埋め込みプロセス（またはここに参照によりその全体が組み込まれる関連出願に記載されたポリマー−柔軟化プロセス）を用い、粒子、分子等（例えば、ナノワイヤおよびナノピラミッド）の埋め込みは、受動的光学ナノアンテナを生起させ、これは入射放射線、フォトン、および／または光のＯＰＶへの吸収を改変または修飾できるだろう。
【０１８３】
非限定的実施例２：本発明において開示された方法は、ＴｉＯ２粒子の中間層をＯＰＶ内に、および／またはその上に埋め込むことができる。そのような粒子および層は、再結合の喪失を低下させる能力を有し、デバイスの効率を１６０％程度だけ、劇的に増大させる。ＴｉＯ２光学ブロッキング層は、例えば、有機色素−増感太陽電池において有益であろう。
【０１８４】
非限定的実施例３：本発明において開示された方法はルミネセント・ソーラー・コンセントレーター（ＬＳＣ）に適用することができる。いくつかの実施態様において、（ここに参照により組み込まれる関連する出願において記載された）ポリマー柔軟化溶液は、粒子をＬＳＣ中のポリマーの表面に埋め込むことができるように、ポリマー基材表面を一時的に修飾することができる。これらの粒子は、限定されるものではないが、散乱体、光学コレクター、ナノアンテナ、ナノチューブ、突合せカップラー、レンズ、焦点調節エレメント、屈折エレメント、ミラー、あるいは入射太陽放射の吸収を容易とし、およびこれらをＬＳＣの内部における導波モードにカップリングさせる他の構造であってよい。ポリマー表面への粒状包有物の埋め込みを介するポリマーのそのような溶液−ベースの処理は、デバイス性能を改善するような方法で、材料の表面インピーダンス、表面導電率、屈折率、光学消光および／または光学的透明性を変化させることができる。
【０１８５】
非限定的実施例４：本発明のもう１つの態様は、静電的に荷電されたポリマーフィルムをカーボンナノチューブに暴露するための方法を具体化することができる。ナノチューブは静電相互作用を介してポリマーフィルムに付着され、そこに埋め込まれて、ポリマー基材上に支持されたナノチューブのランダムな、または規定された配置を供する。引き続いて、導電性材料から作製された接触またはいくつかの接触を、ナノチューブのいくつかが導電性接触との物理的接触に入るように、ポリマーフィルム上に沈積させることができる。
【０１８６】
２つの異なる接触を連結するナノチューブは光導電に参加することができる。と言うのは、光生成電子−ホール対はナノチューブから自由に逃げ出し、再結合し、ナノチューブの２つの接触を連結する回路の残りを通じて流れることができる光電流を生じさせるからである。もし１つの接触が、ナノチューブのそれよりも低い（高い）仕事関数を持つ材料から構成されるならば、電子（ホール）のためのショットキーバリヤーが作り出される。接合材料内部のナノチューブは、埋め込みに先立って絶縁されて、電子ホール再結合を妨げることができる。別法として、ナノチューブをプラズモン材料でコーティングして、ナノ構造の光学的特性および有効性を調節することができる。
【０１８７】
多数の壁を持つカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）は、オプトエレクトロニックデバイスの性能を高める能力を有する、光学ナノアンテナとして作用することが示されている。ＭＷＣＮＴは、プラズマ−増強化学的気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって低コストかつ大規模に製造することができる。ナノアンテナのバンド幅を調節して、全太陽スペクトルをスパンするか、または狭くして、狭い範囲の周波数のみを受け取り、または発することができる。
【０１８８】
非限定的実施例５：水銀および／または硝酸銀の、ＰＶセル用の半導体材料への埋め込みまたは移植は、太陽電池に後に放出された入射エネルギーの吸収を高め、それにより、より長い間の電気発生を増加させると報告されている。加えて、光伝達粒子を、単一−接合またはマルチ接合ＰＶセルの半導性層に分散させ、埋め込み、移植させ、または取り込んで、デバイス内の光の導波を容易とすることができる。
【０１８９】
多くの他の化合物、分子、および／または粒子と共にこれらの化合物を沈積させ、引き続いて、本発明において概説された方法を用いて半導性層に埋め込むことができる。光伝達粒子材料は、限定されるものではないが、光に対して透明な、光学カルサイト、バレル磨きされた透明石英、着色石英、透明ハーキマーダイヤモンド、ダイヤモンド、ダンブリ石、カルサイト、ドロマイト、スコレス沸石、クンツァイト、クリスタライト、ガラス、金属、および人工結晶材料であってもよい。光伝達粒子は、別法として、半導体接合において光学エネルギーを小さな空間領域に集め、または濃縮することができるナノコンセントレーターエレメントとして用いることができる。
【０１９０】
非限定的実施例６：フレキシブルなプラスチックまたは金属ホイルのロール上で製造されたエレクトロニクスデバイスのロール間加工は、大きな面積の半導体デバイスの高度に拡張可能な生産を可能とした。基材は、標準フォトリソグラフィー技術を介して引き続いてパターン化されるポリマーフォトレジストを含むことができる。そのような方法は、伝統的な半導体デバイス製造方法と比較して、劇的なコスト削減を達成することができる。本発明に関与するそのような解決は、その製造工程がポリマーフォトレジスト、ルミネセント・ソーラー・コンセントレーター等が関連する中間工程を有する、ＯＬＥＤ、有機薄膜、ＯＰＶセル、無機ＰＶセルの製造において適用を有する。本明細書中に概説したプロセスは現存の技術、例えば、ローラー間加工を介するポリマー基材上へのナノ粒子インクの沈積に適合する。
【０１９１】
実施例：ポリマードーパント
本発明はドーパントで絶縁性、半導性、および金属プソリマー（ｐｓｏｌｙｍｅｒ）を機能性化するための代替プロセスも表わす。これらのドーパントは、電荷キャリアーの移動性またはポリマーの導電性を誘導し、または高めるために少なくとも１つの電子アクセプター（または受取基）を含むことができる。また、ドーパントは少なくとも１つの電子ドナー（または供与基）も含むことができる。ドーパントはいずれのポリマー、有機金属化合物、錯体イオン、金属、導電体、結晶、誘電体、半導体、またはその組合せを含んでもよい。ドーパントの成分は混合物、溶液、分散液、またはブレンドを形成してもよい。酸化剤はｐ−ドーピングを誘導し、他方、還元剤は化学的または電気化学的手段のいずれかによってポリマーのｎ−ドーピングを誘導し、移動性電荷キャリアーを生じる。
【０１９２】
そのような技術は半導体、導電体、光伝導体、光学デバイス、エレクトロニクスデバイス、電界効果トランジスター、集積回路、薄膜トランジスター、平坦パネルディスプレイ、ラジオ周波数同定タグ、有機発光ダイオード、エレクトロルミネセント成分、液晶ディスプレイ、光起電デバイス、センサー、アクチュエーター、電極、バッテリー、電子写真デバイス、帯電防止フィルムまたはそのいずれかの組合せを包含するデバイスで用いることができる。
【０１９３】
ポリアニリン、ポリチオフェンまたはポリピロールのような導電性ポリマーはグラビア、フレキソ、およびインク−ジェット印刷技術においてインクとして用いることができる。更なるドーパント材料を導電性ポリマーに配合して、それらの導電性を調節することができる。ポリマー基材上でポリアニリンおよびポリチオフェンパターンを使用する高速ロール間プロセスは、産業において、種々の回路構成要素、色素増感太陽電池および有機太陽電池の実現を可能とすることが示されてきた。
【０１９４】
実施例：エレクトロニクスインクおよび透明導電性電極
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は、例えば、抗反射コーティングおよび半導体デバイスにおける透明電極用の通常の用いられる高性能材料である。インジウムの現在の世界的不足は、魅力的な代替法である、カーボン・ナノチューブ・ポリマー薄膜またはナノコンポジットのような、技術と競合してきた。本発明は、カーボンナノチューブおよびナノファイバーのようなミクロおよびナノ粒子を、透明電極、エレクトロニクス・インク・デバイス、およびポリマードーピングとして用いられるポリマー基材の表面に埋め込むために、単一−工程製造技術として用いることができる。
【０１９５】
多くのフレキシブルなエレクトロニクスおよび／または光学デバイスの製造においては、電気的に活性なまたは光活性層が、しばしば、フレキシブルなプラスチック基材の頂部に蒸着される。本発明は、層の全厚みを減少させ、および蒸着層および基材界面の間の化学的および物理的適合性を改良するための方法として、蒸着すべき添加剤のいくつかを下の基材の表層に埋め込む方法を提示する。
【０１９６】
実施例：光および光学検知
量子ドットは固体状態照明、光起電、バイオ検知、ならびにそれらの異常な光安定性、明るさ、広い励起、狭い発光、長いフルオレセンス寿命および多重化能力によるナノエレクトロニクス適応において益々用いられている。多くの量子ドットは、１００％に近付く収率を保有し、それを、有機フルオロフォアよりも数千倍明るくかつ感受性とする。量子ドットまたは他のナノ構造散乱体はポリマー基材の表面に埋め込まれて、ポリマー基材を通って移動する電磁放射線の周波数または振幅を修飾することができる。例えば、ＬＥＤのプラスチックケイシングには、入射放射線の周波数を改変して、ＬＥＤの色彩を変化するのに有用なシフトされた周波数範囲で発光させることができるＣｄＳｅ量子ドット（ほぼ１．５ｎｍ直径）を埋め込むことができる。全誘電性スラブを、表面埋め込みナノ構造散乱体を含有するように同様に修飾して、入射ＵＶ放射を変化させて、可視光線を発光することができる。
【０１９７】
半導性ナノ結晶エミッターおよび／またはシンチレーターはホスフォルのような他のエミッターの代わりに、電磁放射線の源として開示された本発明を用いてポリマー基材に埋め込むことができる。半導性ナノ結晶エミッターは、特徴的に狭いバンド発光を有する。このバンドは、ナノ結晶のサイズ、周囲の媒体、幾何学およびフィルム中の他の共鳴エレメントとの配置を改変することによって当該スペクトルを横切って機能的に調節することもできる。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本発明は、その全部が参照により組み込まれる、（２００８年８月２１日に出願された）米国出願第６１／１８９，５４０号および（２００８年１２月２６日に出願された）米国出願第６１／２０３，６６１号、および（２００８年５月２９日に出願された）ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０６５０８３の利益を主張する。
【０００２】
技術的分野
本出願は、成形品の分野、およびコーティング材料の応用に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
直接的またはバルク取込みおよび配合方法は、ポリマー物体を性能増強添加剤で処理するために産業において広く用いられており、その結果、添加剤は材料のバルク全体にわたって分散される。用語「添加剤」とは、慣用的には、マスターバッチに、あるいはバルク取込みのための直接的配合を介して樹脂ミックスに直接的に（プラスチック用の添加剤）、またはコーティング用の溶液に（コーティング用の添加剤）のいずれかで取り込まれる化学物質および材料を言う。
【０００４】
しかしながら、ポリマーのバルク全体を通じての添加剤の量の低下の結果、ポリマー表面において添加剤集団の比例した低下がもたらされ、これは、多くの場合においては、添加剤と、表面に対して外部の環境との相互作用は最も重要な場合である。かくして、バルク取込み方法は、材料から必要な表面増強の特定のレベルを達成するのに用いられる添加剤の量を最小化するにおいて特に有効ではない。さらに、添加剤がそこに混合された当該材料の表面における添加剤は、しばしば、それらの周りの過剰な材料の存在によって少なくとも部分的には阻害されるそれらの活性または効果を有する。
【０００５】
バルク取込みは、表面増強のための方法の目標が表面に粒子を有する基材を生産することにあるのに対し、非常に多数の粒子もまた基材内に分散させる点で有効でない。かくして、バルク取込みにおいては、非常に多数の粒子が基材内に有効に埋め込まれ、表面に対して外部である環境に提示することができない。その結果、比較的多数の粒子がバルク取込みによって所与の基材の表面を機能性化する必要がある。また、基材内の粒子の均一な分散を達成するのは困難であるが、それにも拘わらず、粒子の均一な表面エリアの被覆のために必要であろう。
【０００６】
加えて、バルク取込みの間におけるポリマーとそれらの添加剤とのメルト−混合は、しばしば、高温を必要とし、これはエネルギー的に有効でなく、ポリマーメルトを制御可能に加熱し、冷却するのに複雑なマルチ・ステップ・プロセスを必要とし、添加剤を分解させかねず、あるいはポリマーそれ自体を不都合にも変性させ、または損傷させかねない。ポリマーバルクの全体を通じての添加剤の均一かつ均質な分散は、多くの応用において、メルト−混合および他の形態の混合において達成するのは困難である。と言うのは、相分離または粒子フロキュレーションおよび凝集が起こり得るからである。
【０００７】
これらの性能増強添加剤を含有する表面コーティングは、別法として、基材材料の表面特性を修飾する同様な目標を達成するのに用いることができる。しかしながら、表面コーティング方法は複雑な適用および硬化工程、熱膨張非適合性、剥離、および種々の他の不利に悩んでいる。
【０００８】
機能性化表面を作り出すためのコーティングプロセスの使用は、表面予備処理、下塗り、および硬化を含めた多数の更なる製造工程を含むことができる。第二に、コーティング層は、基材からの脱着を回避するために下に存在する基材に十分に接着し、または結合しなければならず、これは、ポリマー基材にとっては特に挑戦的である。コーティング−ベースの技術の適切な実行は、かなりの研究および開発の関与を必要とし得るが、また、更なるプライマー層または表面処理を必要とし得る。第三に、コーティング層は、一般に、粒子または添加剤の寸法よりも実質的に厚く、その結果、添加剤はコーティング内にトラップされ、それによりそれらの有効性を制限する。
【０００９】
従って、ポリマーの表面における添加剤を露出させるためであるが、また、用いる添加剤の量を最小化しつつ、ポリマー、およびガラスまたは繊維が充填されたポリマーのようなポリマー複合材料に添加剤を取り込む有効な方法に対して当該分野で要望が存在する。また、添加剤をコーティングの表面に取り込むための方法に対して関連する要望も存在する。
【発明の概要】
【００１０】
概要
本発明は、これらの既存の方法に対する改良のみならず、現存の成形およびコーティングプロセスに直接的に適合する。プラスチック製品の生産およびマスターバッチ適用で用いられる樹脂のビーズ、ペレット、ヌードル（ｎｕｒｄｌｅ）等は、本明細書中に記載される発明的プロセスで処理することができる。添加剤および他の粒子は樹脂のビーズ、ペレット、および／またはヌードルに直接的に埋め込むことができ、引き続いて、製品は、通常、これらのビーズ／ペレットから、製品全体に広げられた添加剤または粒子と共にであるが、形成することができる。同様に、本発明はポリマーコーティングに適用することができる。と言うのは、粒子はこれらのコーティングに直接的に埋め込んて、更なる添加剤の機能性を表面コーティングまで拡大することができるからである。
【００１１】
第１の実施態様において、本発明は、成形用フォームの少なくとも一部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および、処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形して、作業組成物中に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させることを含む、製品を生産する方法を提供する。
【００１２】
第２の態様において、本発明は、約０．１ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する複数の粒子を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用すること；および、前記湿潤コーティング材料を乾燥して、コーティングされた製品を生起させることを含み、ここに、前記粒子の少なくとも１つは乾燥したコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれていることを特徴とするコーティング材料を修飾する方法を提供する。用語、湿潤コーティングは、コーティングが水性−ベースであるか、または自由−流動流体でさえあることを必要とせず；湿潤とは溶媒ベースのコーティング、あるいは液体相を有し、少なくとも部分的に液体であり、あるいは液体のそれに似た特性を有するいずれのコーティングも言うことができる。その用語は、未だ完全には乾燥し、硬化し、またはそうでなければ最終形態となっていないコーティングを言う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】材料内に、バルク−分散され、または直接的に取り込まれた添加剤粒子の模式的断面図を示す。
【図２】伝統的なコーティング方法によって基材の片側に適用された添加剤粒子の模式的断面図を示す。
【図３】銀ナノ粒子の直線状アレイが部分的に埋め込まれたプラスチックのスラブの三次元図を示す。
【図４】図３に示された金属ナノ粒子プラズモン導波管の計算された電場エネルギー密度分布を示す。その波プラズモン波は、蛍光分子、走査型近接場光顕微鏡照射先端、または量子ドットであり得る、短い二極源によって励起される。
【図５】図３に記載されたテフロンに埋め込まれた銀ナノ粒子のアレイから構成される金属ナノ粒子プラズモン導波管に沿った計算された瞬時の電場ベクトルを示す。波はプラズモンの衝突および放射的損失からの消光を受けつつ右に向けて伝搬する。
【図６】計算された瞬時電場分布を示し、そこでは、白色および暗色領域は、各々、負および正の相を持つ電場の領域に対応する。
【図７】図４の幾何学に関連する計算された時間−平均ポインティングベクトルを示す。
【図８】図３の幾何学に関連する計算された時間−平均パワー密度分布を示し、そこでは、白色および暗色領域は、各々、左および右に向けたパワー流の領域に対応する。
【図９】２０倍の倍率の光学顕微鏡下で観察したポリカルボネートの未処理表面を示す。
【図１０】特許請求された発明に従って作製された水和デバイスを示す。
【図１１】プロセスの模式的断面図を示し、そこでは、添加剤粒子がポリマー基材の１つの表面に適用され、埋め込まれている。
【図１２】特許請求された方法に従って作製された試料水処理デバイスを示す。
【図１３】特許請求された方法に従ってその中に埋め込まれた粒子を有するポリマー体を示す。
【図１４】特許請求された成形方法の非限定的描写である。
【図１５】特許請求されたコーティング増強方法の非限定的描写である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例示的実施態様の詳細な説明
成形
第１の実施態様において、本発明は、成型フォームの少なくとも１部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および、前記処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形して、前記作業組成物に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させることを含む、製品を生産する方法を提供する。
【００１５】
粒子の集団は、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ等によって流体に適当に分散し、または懸濁さえしている。流体は粘性であってよく、かつ流体の粘度は、必要に応じて、ユーザーによって改変されて、粒子−担持流体の基材への適用を最適化することができる。１つの例として、流体は余りにも粘性であって、流体が成形用フォームの内部に適用された場合に粒子は所定の位置にそのまま存在してもよい。別法として、粒子は、本明細書中の他の個所において記載されるように、磁場または電場によって成形用フォーム上の所定の位置に維持することができる。
【００１６】
方法の非限定的描写は図１４に示される。その図面に示されるように、（１）粒子は型の表面に配置される。述べたように、粒子は流体中に配置してもよい。工程（２）において、成形性組成物は粒子−担持型に導入され、粒子の少なくとも一部は少なくとも部分的に成形性組成物に埋め込まれている。次いで、成形性組成物は、（３）仕上げられた製品として型から取り出され、その製品はその中に少なくとも部分的に埋め込まれた粒子を有する。型は実質的にいずれの形状のものであってもよく、粒子の相対的なサイズおよびこの図面中の型は説明的なものに過ぎず、特許請求される発明の範囲を制限するものではない。
【００１７】
成形用フォームは当該分野で用いられる実質的にいずれの成形用フォームであってもよい。成形用フォームおよび流体は、流体および成形用フォームが相互に有害に相互作用しないように適切に選択され、かくして、流体は、成形用フォームに対して不活性であるように適切に選択される。いくつかの実施態様において、本明細書中の他の個所に記載されたように、流体は粒子に対して不活性である。
【００１８】
流体は、とりわけ、液体、気体、または超臨界流体でさえあってよい。組合せ流体も適当である。流体は１以上の溶媒を包含してもよい。また、流体は水、イオン、非−極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒などを包含してもよい。油もまた適当な流体と考えられる。塩、界面活性剤、分散剤、安定化剤、またはバインダーもまた流体に包含させることもできる。
【００１９】
適当な流体の非限定的なリストとしては、２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、酢酸無水物、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【００２０】
適当な無機溶媒としては、例えば、アンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素等が挙げられる。
【００２１】
イオン性溶液としては、塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウム、および炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウムが挙げられる。他のメチルイミダゾリウム溶液は適当と考えられ、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム等が挙げられる。
【００２２】
特許請求された方法に適した流体としては、例えば、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム等が挙げられる。流体としては、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム等も挙げられる。当該分野で通常の技量のユーザーに明らかなように、広く種々の流体を特許請求される発明で用いることができる。
【００２３】
いくつかの実施態様において、流体は揮発性成分を包含する。揮発性成分は、ユーザーが成形プロセスの前にまたはその間に流体のいくらかまたは全てを除去するのを望むであろう場合に用いられる。流体は加熱、フラッシュ−加熱、蒸留、蒸発、吸引、真空等によって除去することができる。しかしながら、流体は成形プロセスの前、間、または後に（全部または一部を）除去する必要はない。そのような方法は、同様に、非−揮発性成分を除去することができる。
【００２４】
流体が、適切には、雰囲気条件において蒸発するものであってよい。処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形した後、次いで、製品はその表面に埋め込まれた複数の粒子を含有するだろう。
【００２５】
いくつかの実施態様において、流体は、適切には、粒子の集団に対して実質的に不活性である。また、流体は成形用フォームに対して適切には実質的に不活性である。
【００２６】
いくつかの実施態様において、流体は、粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害することができる少なくとも１つの剤を包含する。粒子は、それ自体、本質的に流体に分散可能であってよく、粒子は、適切には、流体内に均一に分散する。いくつかの実施態様において、２以上の粒子は、相互に凝集し、または集団となることで特徴付けられる。
【００２７】
流体は種々の方法で成形用フォームに適用することができる。これらの適用方法としては、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、静電噴霧、注入、圧延、カーテニング（ｃｕｒｔａｉｎｉｎｇ）、ワイピング、印刷、ピペッティング、インク−ジェット印刷等が挙げられる。噴霧は特に適当であると考えられるが、印刷−ベースの方法は、ユーザーが成形用フォームの一部のみに粒子−担持流体を適用するのを望むであろう場合の実施態様に適当であると考えられる。
【００２８】
流体は種々の添加剤または増強剤と合わせることができる。そのような材料の非限定的リストとしては、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤が挙げられ、それらは寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ、ＳＢＳ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、レシチン、アルジニン、グアーガム、ローカスト・ビーン・ガム、他のガム、ポリエチレングリコール、他のグリコール、炭酸カルシウム、ポリアクリル酸、アルキルポリ（エチレンオキサイト）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）およびポリ（プロピレンオキサイト）のコポリマー、オレイン酸、ＰＶＰ、塩化カルシウム、シリカ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、コカミド、ドデシルジメチルアミンオキサイド、ポリソルベート、他の界面活性剤、非−イオン性界面活性剤、脂肪アルコール、ポリグルコシド等が挙げられる。そのような材料は、例えば、流体の機械的特性（例えば、粘度）を改変するのに用いることができる。
【００２９】
粒子を成形用フォームに対して付着させて、成形性組成物の導入の間にそれらの位置を維持することができる。これは、電気的、磁気的、化学的、または圧力勾配を適用することによって、あるいは他の方法によって、粒子の少なくとも一部を成形用フォームに付着させることによって、達成することができる。勾配は、粒子を成形性化合物に含めた後に解除し、またはスイッチを切ることができる。ユーザーは、成形性組成物内への１以上の粒子の埋め込みを調整するために勾配を適用することもできる。例えば、ユーザーは勾配を適用して、粒子を成形性組成物へとより深く駆動させ、あるいは別法として、組成物から粒子を部分的に引き出すことができる。
【００３０】
いくつかの実施態様において、流体は成形用フォームに対して静止している。換言すれば、成形用フォームおよび流体の内の少なくとも１つは他方に対して移動する。これは、ユーザーがカーテニングプロセスによって流体を成形用フォームに適用し、ここに、成形用フォームは流体のカーテンを通って移動する実施態様において例示される。
【００３１】
本明細書中で用いる用語「断面」寸法とは、粒子の直径、長さ、幅、または高さを言うことができる。粒子の集団は、適当には、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の平均断片寸法を包含する。いくつかの実施態様において、平均断面寸法は、約１ｎｍ〜約５ミクロン、または約１００ｎｍ〜約１ミクロンまたは約２００ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲である。いくつかの実施態様において、実質的に全ての粒子は、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する。
【００３２】
粒子の集団は、粒子の均質な集団を包含することができる。他の実施態様において、集団は不均質であって、異なるサイズ、異なる材料、または双方の粒子を含むことができる。このようにして、ユーザーは、多数の種類の粒子を多数の種類の機能性と共に埋め込むことができる。
【００３３】
粒子は、適当には、形状は球状であるが、形状が円筒、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド型、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶さえであってよい。特定の適用で用いられる粒子の最適な形状は、通常の技量のユーザーによって容易に決定されるであろう。
【００３４】
粒子は、適当には、１以上の機能的な剤または分子を包含してもよい。そのような剤および分子は、更なる有用な特性を粒子に付与するのに有用である。１つの非限定的例として、粒子は抗微生物剤を含んでもよく、それは、今度は、それ自体が抗微生物特性を有する最終的な成形製品を生じさせる。機能的な剤としては、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー、リガンド、受容体、抗体、抗原、標識、滑沢剤、フレグランス、吸収剤、吸着剤、難燃剤等を挙げることもできる。粒子それ自体は、更なる剤を含まずしてこれらの特性の１以上を固有に保有していてもよい。
【００３５】
機能性剤としては、例えば、抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質の吸収剤、または化学物質、生体分子、電磁波放射、化学物質の吸着剤、生体分子、または電磁波放射、電磁波放射の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩または化粧的効果、放射線不透過性剤、放射性剤、またはそのいずれかの組合せを挙げることもできる。当該分野で通常の技量のユーザーに明らかなように、粒子は１、２、またはそれを超える機能性剤を包含してもよい。
【００３６】
例示的な粒子材料としては、銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキシド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、ＦＯＬＰＥＴ、トリクロサン、銅ピリチオンおよび亜鉛ピリチオンを包含する、ピリチオン、銅ピリトン、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、銀、ナノ粒子、マイクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銅または亜鉛、イオン交換粒子、第四級アンモニウム化合物および塩、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【００３７】
いくつかの実施態様において、粒子はマルチクロミックである。これは、電場、磁場、放射線、エネルギー、温度変化、化学物質、応力、または生物学的物質のような特定の物理量に暴露した場合に色の変化を呈する製品の生産を可能とする。適当には、マルチクロミック材料は本明細書中において他の個所に記載される。
【００３８】
粒子は、とりわけ、赤外線放射、紫外線放射、および／またはｘ−線放射のような電磁波放射を反射し、吸収し、または散乱する材料を含むこともできる。そのような材料としては、例えば、Ｇｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ等が挙げられる。
【００３９】
粒子は１以上の電子的伝導材料を包含することもできる。そのような材料としては、カーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤ、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルフォネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。半導性材料もまた特許請求された発明の粒子で適当である。適当な半導性材料としては、とりわけ、Ｃ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＧＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造等が挙げられる。
【００４０】
粒子は種々の程度まで最終製品に埋め込むことができる。いくつかの実施態様において、粒子は、平均して、適当には、特徴的な寸法の１００％を超える程度まで埋め込まれる。粒子は、平均して、特徴的寸法の約１００％を超えない程度まで埋め込まれることもできる。ある実施態様において、粒子は、当該粒子が実質的に全部が成形品内にあるように埋め込まれる。
【００４１】
粒子は、平均して、特徴的寸法の約８０％以下、特徴的寸法の約５０％以下、または特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込むこともできる。埋め込みの程度は、プロセス条件、および成形用フォームの表面トポロジーに依存するであろう。
【００４２】
粒子は、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、または約１０ｎｍ〜約０．５ｃｍ、約１００ｎｍ〜約１００ミクロンだけ基材の表面から外へ伸びていてもよい。特許請求される方法を用いて、全てが同一というのではない粒子を同一程度まで埋め込んだ、あるいは全てではない粒子が同等に製品から外に向けて延びる製品を生産することができる。
【００４３】
いくつかの実施態様において、作業組成物の表面エリアの実質的に全ては粒子によって占められる。他の適当な実施態様において、作業組成物の表面エリアの約７５％未満は粒子によって占められ、作業組成物の表面エリアの約５０％未満、表面エリアの約２５％未満、または約１０％未満さえ、または約５％未満さえが粒子によって占められる。被覆の程度はユーザーの要望によって指令され得；いくつかの状況においては、ユーザーは、表面エリアの小さな部分を超えて粒子によって占められるのを要求しないであろう。
【００４４】
プロセス条件は、隣接する粒子が相互から、平均して、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロン、または約１ｎｍ〜約１０ミクロンだけ分離されるように調整することができる。隣接粒子は、適当には、約１０ｎｍ〜約１ミクロン、約５０ｎｍ〜約０．５ミクロン、１００ｎｍ〜約１０００ｎｍだけ分離され得る。粒子は、いくつかの実施態様においては、凝集した形態で埋め込まれうる。粒子は、いくつかの実施態様においては、隣接する粒子と物理的または電子的に接触していてもよい。
【００４５】
粒子は最終製品の特別なまたは区別される領域に埋め込まれていてもよく、あるいは適当には、均一な様式で、製品の全表面にわたって配置されていてもよい。いくつかの実施態様においては、製品中の成形性組成物は粒子よりも硬いが、粒子は、適当には、製品中の成形性組成物よりも硬くてよい。
【００４６】
最終製品は平坦、円筒形、多面体、球形、溝、曲面、アーチ形、凹み（ｐｉｔｔｅｄ）、中空であってよく、あるいは成形用フォームに、および成形後に成形性組成物にさらに形状を与えることを含むいずれかの加工後工程に依存して不規則な形状を有してもよい。
【００４７】
本発明による最終製品は精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、センサー、ラベラー、タッガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、光学構成要素、触媒等として用いることができる。最終製品は、導電性構成要素、半導性構成要素、支持体構造、触媒、化学物質、生体分子、または電磁波放射用の吸着剤、化学物質、生体分子、または電磁波放射用の吸収剤、化学物質または生体分子用のバインダー、光学構成要素、絶縁構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、ストレスクロミック、または他のマルチクロミック構成要素またはデバイスとしても有用である。膜は特に適当な最終製品と考えられる。
【００４８】
成形は、適当には、当該分野の公知のプロセスによって達成される。そのようなプロセスの非限定的リストとしては、コンパクション＋焼結、射出成形、反応射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、ラム成形、押出成形、回転成形、熱形成、真空形成、ラミネーティング、発泡性ビーズ成形、フォーム成形、ロト成形、真空プラグ支援成形、加圧プラグ支援成形、マッチド成形、スタンピング、プレス成形、押出、ブロー成形、圧延等が挙げられる。射出成形および圧延は特に適当な方法であると考えられる。
【００４９】
ポリマーは本発明の方法で特に適当な作業組成物である。適当なポリマーとしては、とりわけ、有機ポリマー、無機ポリマー、合成ポリマー、天然ポリマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、コポリマー、生体ポリマー、フルオロポリマー、シリコーン、シリコーンゴム、ビニル、エラストマー、ワックス、ポリオレフィン、液晶ポリマー、アイオノマーが挙げられ、限定されるものではないが以下のものが挙げられる：
プラスターチ材料、プラスチゾル、ポリアセタール、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、オルガノゾル、アクリル、アラミド、芳香族ポリアミド、ベークライト、ビスマレイミド、ボラジン、セルロース誘導体、コポリエステル、銅フタロシアニン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、エポキシ、エチレンメチルアクリレート（ＥＭＡ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、フルオロポリマー、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、メラミン、ナフィオン、ニトリル、ノボテキスト、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）、ペルフルオロスルホン酸、フェノリック（ＰＦ）、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（プロピレンフマレート）、セロファンポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリアクリルアミド、ポリアクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアリルフタレート、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアンヒドリド、ポリアミド−イミド、ポリアリレート、ポリアリールエーテル、ポリアリールスルホン、ポリベンズイミダゾールポリブチレン（ＰＢ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレン、ポリカプロラクトン、ポリカルボネート（ＰＣ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリエポキシド、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンオキシド、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリイミド、ポリイソブテン、ポリイソプレン、ポリケトン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸、ポリリルジグリコールカルボネートモノマー、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリメチルペンテン、ポリオレフィン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリプロピレン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビンビル、ポリビニルカルバゾール、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリビニルピリジン、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、リッチライト、シラン、シリコーン、シロキサン、スチレン、スチレン無水マレイン酸、スチレン−アクリルニトリル（ＳＡＮ）、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン無水マレイン酸（ＳＭＡ）、テフロン（登録商標）、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテンスルホン酸コポリマー、ＴＰＵ、トリフルオロエチレン、Ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、タフノール（Ｔｕｆｎｏｌ）、尿素、尿素−ホルムアルデヒド（ＵＦ）、フッ化ビニリデン等。
【００５０】
生体ポリマーもまた特許請求される発明に適しており、竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、表皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットが挙げられる。作業組成物は、同様に、モノマーを包含してもよく、そのモノマーは後に重合され、架橋さえされる。
【００５１】
ミネラル、金属、および合金もまた作業組成物に包含させることができる。作業組成物は、同様に、合金およびコンポジット材料を包含することができる。
【００５２】
１つの特別な非限定的例において、成形用フォームはローラーを含む。そのような実施態様において、その方法は、粒子の少なくとも一部が基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、ローラーをポリマー組成物に対して接触させることを含む。ローラーの圧力は、粒子が成形性組成物に埋め込まれる程度を少なくともある程度制御するように変調することができる。ローラーを用いることによって、ユーザーは連続的に開示された方法を実行することができる。
【００５３】
いくつかの実施態様において、成形性組成物は、開示された発明による粒子の埋め込み前に、その中に配置された他の構造または粒子を有する。例えば、成形性組成物は中にワイヤまたは他の構造を包含してもよい。そのような実施態様において、金属粒子の埋め込みは成形性組成物内のワイヤを、最終製品に対して外部の環境と電子的に連絡させることができる。
【００５４】
粒子は、電気的、静電的、および／または磁気的チャージを用いて型（圧縮、ラム型、射出型、プレス型、スタンピング、またはいずれかの他の型デバイス）の内部にわたって均一に（または特異的なパターンにて非−均一に）配置させて、粒子を型に優先的に固着させることができる。化学的勾配を用いて、粒子を成形用フォームに付着または固着させることもできる。
【００５５】
いくつかの実施態様は、適当には、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、電荷を型に印加することを包含する。ユーザーは型を電気的に接地し、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、電荷を粒子に印加することができる。他の実施態様において、ユーザーは、磁気粒子を選択することができ、適当な成形は、粒子の少なくとも一部が成形用フォームに対して付着されるように、粒子が磁気的にそれに引きつけられる材料を形成することができる。
【００５６】
１つの非限定的例として、ユーザーは磁場を用いて、金属または他の磁性粒子を所定の場所に保持して、それらの粒子を型の特定の領域に局在化させることができる。多数の粒子集団を局在化させることによって、次いで、ユーザーは、異なる機能性を有する２以上の領域を有する製品を生産することができる。
【００５７】
次いで、ユーザーは適切には材料（ポリマー、ガラス、金属、メタロイド、または他の材料、またはこれらのいずれかの組合せ）を成形する。成形は、それが、単純なシート−様製品、または単純なまたは複雑な特徴を持つ３−Ｄ形状を出力するように設計されているか否かに拘わらず、いずれの形状を取ってもよい。型は当該分野でよく知られており、特定の適用のための最適な型は当該分野における通常の技量のユーザーによって容易に同定されるであろう。
【００５８】
もし条件（粒子の組成、粒子の構造、粒子のサイズ、温度、圧力、成形された材料の組成、および他の条件）が、粒子が融合せず、製品の頂部に単一の層を形成するが、その代わり、区別されるが埋め込まれた粒子、または区別される埋め込まれたマルチ−粒子−凝集体のままであるように選択されれば、成形プロセスの圧力および／または温度は粒子を製品の表面に埋め込む。
【００５９】
他の実施態様において、粒子および加工条件は、粒子が融合し、あるいはそうでなければ合わされて、ネットワーク、シェル、または最終製品の少なくとも一部をカバーする他の粘着性構造を形成するように選択される。いくつかの場合においては、粒子および条件は、粒子がその中に粒子が埋め込まれるポリマーよりも低い融点を有するように選択される。このようにして、最終製品を粒子の融解温度まで加熱して、最終の成形品の外部の周りに融解した粒子のシェルまたはネットワークを生起させることができる。
【００６０】
安定化、かき混ぜまたは双方を介してその中に懸濁した粒子を含有する溶液を用いることもできる。粒子の懸濁液を含む溶液は、本発明に適していると考えられる。アルコールおよび水は特に適した流体であると考えられる。
【００６１】
担体溶液は成形材料または粒子に対して不活性であってもなくてもよい。次いで、この溶液−ベースの系を用いて、型内部にスプレーし、回転塗布し、またはそうでなければコーティングすることができる。いくつかの実施態様において、成形前に、成形の間に、または成形の後に、溶液を蒸発させ、あるいは成形の間に燃焼除去さえすることができる。アルコール、エーテル等のような揮発性溶液は、ユーザーが、やはり溶液を有することなく粒子を型に適用し、成型プロセスの間に存在させることを望む場合には有用であると考えられる。いくつかの実施態様において、担体溶液、粒子、または双方は接着性または粘着性であり、かくして、ユーザーが型の表面における粒子の位置を制御するのを可能とする。溶液／粒子の粘着性は、適切には、一旦粒子が成形性組成物に埋め込まれたならば、それらは、それらが型に対するよりも成形性組成物に対して十分によりしっかりと留められるように選択される。
【００６２】
開示された方法は、射出成形、スタンピング等のようなバッチプロセスとして実行することができる。いくつかの実施態様において、その方法は、円筒形ローラーまたは他の連続的に移動するボディの使用を通じて達成することができる連続的プロセスとして実行される。しかしながら、ローラーは丸い必要がなく、凹み、またはその上に設けられた他のパターンを有することができる。
【００６３】
そのような実施態様において、基材（例えば、ポリマー、金属、ガラス、メタロイド等）と接触して配置されるローラーのその部分に先立って、粒子はローラーの１以上の部分に連続的に沈着される。
【００６４】
タイル、ボード、インゴット、レンガ、膜等もまた本明細書中に記載される連続プロセス実施態様に適しているが、ローラー−ベースのプロセスのための基材は平坦な表面（例えば、フィルム、プレート）である。
【００６５】
前記したように、粒子は、電気的、静電的、および／または磁気的チャージを用い、あるいは基材に対して不活性であってもなくてもよい溶液の使用を介してさえローラー上に沈着するよう誘導することができる。圧力および／または温度は所望により、埋め込みの程度を制御するように調整することができる。また、粒子は、ローラーが表面に接触するに先立って、粒子は前記したのと同様なプロセスを用いて基材上に沈着させることもでき、埋め込みの別の手段を提供する。
【００６６】
これらのプロセスは、本出願ならびに先に引用した発明において他の個所に記載されたのと同様な利点（例えば、改変された光学的、物理的特性、抗微生物特性、電子的特性）を付与することができ、従って、同様に言及されたデバイスを製造するのに用いることができる。特許請求されるプロセスが適当である種々の適用は以下に提示される。
【００６７】
本明細書中に開示される、粒状物および他の化学的剤をポリマー表面に埋め込む本発明の方法は、直接的取込み（図１）およびコーティング（図２）の方法に対する改良および、さらに、それよりも優れた新しい製造パラダイムを呈する。直接的またはバルク取込みにおいて、添加剤粒子２は基材１のバルク全体に分布される。コーティングにおいては、添加剤粒子３は、下にある基材１の頂部の二次層２に制限される。
【００６８】
基材成形性組成物または粒子の表面に含浸させるべき添加剤は、適切には、粒子形態のそれ自体である。そのような添加剤は以下のもの、ならびに関連特許出願において他の個所で開示されたものが挙げられる：
マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、ピエゾクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、ラジオクロミック剤、エレクトロクロミック剤、マグネトクロミック剤、ラジオクロミック、サーモクロミック、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、触媒、湿潤剤、化学元素、金属、塩、セラミックス、ポリマー、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、可塑剤、膨潤剤、溶媒、酸化チタン、ＵＶ−抵抗剤、ルミネセント剤、抗菌剤、帯電防止剤、塩、酸化インジウムスズ、塩化ベヘントリモニウム、コカミドプロピルベタイン、リン酸エステル、ポリエチレングリコールエステル、ポリオール、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ジノニルナフチルスルホン酸、ルテニウム有機金属色素、酸化チタン、二酸化チタン、引掻抵抗剤、グラフェン、銅フタロシアニン、抗−指紋剤、防曇剤、ＵＶ−抵抗剤、着色剤、抗−反射剤、ＩＲ−抵抗剤、高反射率剤、光学濾過剤、フレグランス、脱臭剤、樹脂、滑沢剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、蛍光剤、活性炭、インク、トナー粒子、回路エレメント、絶縁材、導電材、導電性流体、磁性包有物、電子的包有物、プラズモン包有物、誘電性包有物、共鳴包有物、ルミネセント分子、蛍光分子、半導体、半導体ドーパント、キャビティ、包有物、レンズ、メタマテリアル、プラズモン媒体、ナノアンテナ、冷陰極、電極、ナノピラミッド、量子ドット、ナノ結晶、レゾネーター、センサー、アクチュエーター、トランスデューサー、回路エレメント、トランジスター、レーザー、オシレーター、フォトディテクター、フォトン結晶、導波管、増幅器、モジュレーター、スイッチ、光起電性電池、発光ダイオード、カップラー等。
【００６９】
抗菌材料（例えば、銀粒子またはナノ粒子）は特に適すると考えられる。（ＴｉＯ２、ＺｎＯ、およびＢａＳＯ４のような）ＵＶ−反射材料もまた特に適する。
【００７０】
用いる他の添加剤としては、活性化されたヤシ／触媒炭素、ＫＤＦ、ＳＰＧ火山砂、マグネタイト、セラミック磁石、天光石、麦飯石鉱物（マイファン・ストーン，石英班岩）、泰澄石、泰澄鉱物、石英、シリケートが挙げられる。これらの粒子はそれらの精製、洗浄および医薬的特性について知られている。
【００７１】
以下の例は説明にすぎず、通常の技量のユーザーは、以下の例のあるものは、その全てが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、リストされた関連出願に記載された方法および材料によって達成できることを認識するであろう。
【００７２】
コーティングの増強
前記した、および関連出願に記載されたプロセスを用いることによって、粒子を現存するコーティングの表面に埋め込むことができる。多くの伝統的なコーティングは、部分的にまたは全体的に、軟化し、再度硬化することができるポリマーよりなる。この非限定的例においては、それを軟化させる現存の「セットされた」「硬化された」コーティングの表面に溶液を適用することができる。所望の添加剤の粒状物または液体は、軟化溶液を含む溶液であってよく、あるいはポリマー−軟化溶媒がコーティングされた表面を処理する前に、間に、または後に別々にコーティングされた表面に加えることができる。引き続いて、少なくとも１つの添加剤粒状物は、コーティングの表面に部分的にまたは十分に埋め込まれるであろう。
【００７３】
いくつかのコーティングは、他のもの（すなわち、架橋されたポリマー）よりも軟化するのが困難であろう。もう１つの非限定的例は、コーティングが適用された後であるが、それが十分硬化されるか、またはセットされる前に、このプロセスを実行するであろう。これは、コーティングが適用された後に、あるいはそれが硬化／セットされているプロセス中に直接的に起こり得る。それらをコーティング上または中に沈積させるためのガスキャリアーを含む粉末形態の粒子は特に有効であるが、溶液キャリアーも用いてもよいと考えられる。本発明は、産業において広く用いられる慣用的なコーティング処理よりも優れた固有の利点を提供する。
【００７４】
プラスチックおよびゴムの上にコーティングを作ることは、伝統的には、挑戦を伴い困難であった。なぜならば、コーティングは、木材および金属基材と同程度に容易にはプラスチックが表面に適用できないからである。プラスチックの現存のコーティングは、しばしば、所望のコーティングに加えて、接着促進剤、ベースコーティング、および表面予備処理を含む多数の工程の適用を必要とし、硬化は、通常、熱またはＵＶ照射を含む時間および／またはエネルギーをかなり必要とするものである。本発明は、広い範囲のポリマーコーティングに適合し、ここに、コーティング上に存在するものに加えて、添加剤を製造後にまたは製造工程の間に適用してもよい。これは技術的に価値ある方法である。というのは、添加剤を製造中にコーティング溶液に入れるのは問題だろうからである。
【００７５】
開示された方法は、約０．１ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する複数の粒子を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用し；次いで、湿潤コーティング材料を乾燥して、コーティングされた製品を得ることを包含し、ここに、粒子の少なくとも１つは乾燥されたコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００７６】
用語「湿潤コーティング」は、（湿潤コーティングのコーティングは水性であってよいが）コーティングは水性ベースであるか、あるいは液体でさえある必要もない。先に議論したように「湿潤」とは溶媒ベースのコーティング、あるいは液体相を有し、少なくとも部分的に液体であり、または液体のものに似た特性を有するいずれのコーティングをも言うことができる。半固体、ゲル等は、全て、特許請求される方法で使用できる。
【００７７】
いくつかの実施態様においては、湿潤コーティング材料は、硬化性であり、架橋された架橋可能なコーティングを含む。適用された流体、粒子または双方は架橋剤または重合開始剤を含有してもよい。
【００７８】
適当な重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、三フッ化ホウ素、チーグラー触媒、金属ハライド、トリエチルアルミニウム、四塩化チタン、アセトフェノン、ベンジルおよびベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、カチオン性光開始剤、チオキサントン、アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）二塩酸塩、アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）、アゾビス（４−シアノ吉草酸）、過硫酸アンモニウム、ヒドロキシメタンスルフィン酸一ナトリウム塩デヒドレート、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−（２−メチル−１−フェニルプロピル）−Ｏ−（１−フェニルエチル）ヒドロキシルアミン、ビス（ｔｅｒｔ−アミルペルオキシ）シクロヘキサン、ブタノンペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、２−（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、エチル４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、イソアミル４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート、トリメチルオキソニウム、他の−オニウム塩等が挙げられる。
【００７９】
適当な架橋剤は当該分野において通常の技量のユーザーに知られているであろう。そのような剤の非限定的リストとしては、例えば、２−ベンゾチアゾールエチオール、テトラメチルチウラムジスルフィド、イミドエステル、ジメチルスベリミデート、ホルムアルデヒド、カルボジイミド、ヒドラジド、イソシアネート、マレイミド、ピリジルジチオール、ジアジリン、アリールアジド、ハルアセチル、フォト−ロイシン、フォト−メチオニン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。最適な架橋剤は、架橋されているポリマーまたは複数ポリマー、ならびにプロセス条件に対するいずれかの制約に依存するであろう。
【００８０】
湿潤コーティング材料は、適当には、流体、ゲル、または半固体、あるいはその中に粒子を埋め込める他の材料を含む。ポリマーまたはモノマー溶液またはゲルは、架橋できるポリマー、および引き続いて重合されるモノマーを包含する、適当な湿潤コーティング材料と考えられる。湿潤コーティング材料は、適当には、いくつかの実施態様において、引き続いて重合される２以上のモノマーを包含する。
【００８１】
湿潤コーティングに適用される粒子は、適当には、適用のために流体に懸濁される。流体は、適当には、湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性であり、粒子は、適当には、やはり湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である。粒子は、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜなどによって流体中に配置される。
【００８２】
１つの試料の非限定的実施態様において、粒子を含有する流体が基材頂部の湿潤（乾燥されていない）コーティングに噴霧される。次いで、湿潤コーティングは乾燥され、粒子はコーティング中に埋め込まれて残る。このようにして、ユーザーは（粒子によって）機能性を、仕上げられた製品のコーティング層に付与することができる。
【００８３】
これは、仕上げられた製品がコーティング（例えば、メガネ上の抗反射コーティング）を必要とするが、ユーザーは製品がさらなる機能性（例えば、抗菌特性）を有することを望む場合に特に有用である。開示された方法を用いることによって、ユーザーは、所望のコーティング層を含み、また、そのコーティング層に取り込まれたさらなる機能性も含む製品を生産することができる。図２に示されるように、粒子は基材上に配置することもでき、次いで、湿潤コーティングが粒子の頂部に適用される。
【００８４】
適当な粒子および流体は本明細書中において他の個所に記載される。流体としては、例えば、溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非−極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体等が挙げられる。これらの例は本明細書中の他の個所に記載されている。
【００８５】
流体は塩、界面活性剤、安定化剤または（澱粉のような）粘度−改変添加剤も包含してもよい。これらは流体の加工性を最適化するために加えることができる。添加剤を用いて、粒子の凝集を妨げ（または促進）することもできる。
【００８６】
先に記載したように、粒子は混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜなどによって流体中に配置することができる。また、本明細書中において他の個所に記載されるように、粒子はさらなる機能性を付与する１以上の剤を含むことができる。
【００８７】
例示的な実施態様において、粒子は、平均して、特徴的な寸法の１００％以下、または特徴的寸法の約８０％未満、特徴的な寸法の約５０％未満、または特徴的寸法の約２５％未満の程度まで埋め込まれる。
【００８８】
粒子は、適当には、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、または約１０ｎｍ〜約１ｍｍ、または約１００ｎｍ〜約１００ミクロン、または約０．１ミクロン〜約０．５ミクロンだけ基材の表面から外に延びる。
【００８９】
いくつかの実施態様において、コーティング材料の表面エリアの少なくとも１つの領域の実質的に全てに粒子が埋め込まれているか、あるいは別の方法で占めている。その方法は、コーティング材料の表面エリアの７５％未満に粒子が埋め込まれている、またはコーティング材料の表面エリアの約５０％未満に粒子が埋め込まれている、またはコーティング材料の表面エリアの約５％未満さえに粒子が埋め込まれている表面を生起させることができる。
【００９０】
粒子は、平均して、約１ｎｍ〜約５ミクロン、約１０ｎｍ〜約１ｍｍ、約１００ｎｍ〜約１ミクロン、または約２００ｎｍ〜約５００ｎｍだけ相互から分離させることができる。粒子は別々のものであるか、または凝集していてもよい。
【００９１】
流体中に存在する、またはコーティング材料に埋め込まれた粒子は単分散であってよい。他の実施態様において、粒子は多分散であって、粒子集団は異なるサイズおよび材料の粒子を包含してもよい。粒子は、適当には、コーティング材料の表面にわたって実質的に均一に分布している。
【００９２】
いくつかの実施態様において、乾燥したコーティング材料もまた粒子よりも硬くてもよいが、粒子は乾燥したコーティング材料よりも硬いと特徴付けられる。粒子はまたコーティング材料と同等の硬さであってもよい。
【００９３】
特許請求される方法は、実質的にいずれかの表面配置の製品の頂部のコーティングに粒子を設けるにおいて有用である。製品は、平坦、円筒形、多面体、球形、溝、曲面、アーチ形、凹み、中空である表面を有するか、あるいはそうでない形状は全て特許請求される方法に使用できる。
【００９４】
特許請求される方法は、種々の用途を有する製品を生産するのに適している。そのような製品としては、精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、標識、流体処理システム、エレクトロニクスデバイス等が挙げられる。
【００９５】
いくつかの実施態様において、粒子はコーティング材料内に付着され、または保持される。これはファン・デル・ワールス力によって、あるいは１以上の粒子を動かし、または引き付ける勾配の適用によってさえ達成することができる。適当な勾配は本明細書中において他の個所に記載されており、電場、磁場、圧力／スプレイング、空気の流動等が挙げられる。
【００９６】
本明細書中において他の個所に記載されたように、コーティング材料は、適当には、ポリマーを包含する。適当なポリマーのリストは本明細書中において他の個所に記載されている。コーティング材料は木材、ガラス、ミネラル、金属等を包含してもよい。また、コーティングとしては、以下の１以上を挙げることもできる：
生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ酢酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛等のような他の生物学的材料。
【００９７】
流体は湿潤コーティング材料の上にまたは中に噴霧することができる。流体は、適当には、ローラー、プリンター、あるいはステンシル、スタンプまたは型のような他のアプリケーターによっても適用される。アプリケーターを用いて、粒子の少なくとも一部が基材中に少なくとも部分的に埋め込まれるように、粒子をコーティングに少なくとも部分的に押し付けることができる。いくつかの実施態様において、埋め込まれた粒子は、作業組成物内に配置された１以上の構造を、作業組成物内に対して外部である環境と電子的に連絡させる。
【００９８】
また、本発明は、特許請求される方法に従って作製された製品も包含する。そのような製品としては、例えば、膜、パッケージング等が挙げられる。
【００９９】
特許請求される発明の描写は図１５に示される。その図面において、基材（１）は頂部に設けられた湿潤コーティング材料（２）を有する。次いで、流体（４）中の粒子（３）は湿潤コーティング材料の頂部に設けられる。流体（４）は取り除かれ、または蒸発され、湿潤コーティング材料（２）は乾燥され、硬化され、あるいはそうでなければ最終形態とされる。いずれかの特定の理論に拘束されるつもりはないが、圧力、重量、勾配場、または他の力の作用によって、粒子は基材（１）の頂部のコーティング（２）に少なくとも部分的に埋め込まれる。粒子は、適当には、最終コ−ティグ材料にしっかりと埋め込まれる。粒子、コーティング、および基材の相対的寸法は説明的なものに過ぎず、断じて特許請求される発明の範囲を限定するように働かない。
【実施例】
【０１００】
実施例：表面増強された運動機器
増強された特性を持つショック吸収マットは運動およびレクリレーション状況において有用である。そのようなマットは種々の添加剤を包含させることによって増強することができる。例えば、銀−および銀イオン−含有粒子を埋め込んで、微生物を殺し、およびフタレート／ＢＰＡを吸収することができる。
【０１０１】
健康の利点を有する他の粒子としては、活性化されたヤシ／触媒炭素、活性炭、ＫＤＦ、火山砂、マグネタイト、セラミック磁石、天光石、麦飯石鉱物（マイファン・ストーン、石英班岩）、泰澄石、泰澄鉱物、石英、シリケートが挙げられる。これらの粒子はそれらの精製、洗浄、および医薬特性について認められており、開示された方法に従って作製された製品に取り込むことができる。
【０１０２】
フレグランス粒子が（フレグランスをマットに付与するために）できるように、臭い吸収粒子、臭い中和粒子を埋め込む（マット材料それ自体から、およびマットユーザーから臭いを排除するために）こともできる。硬い粒子を埋め込んで、湿潤である場合でさえ、マットの抗−スリップ性質を増大させることができる。快い臭いの材料（例えば、シナモン）を含有する粒子または流体のような抗微生物添加剤もまた埋め込まれ得る。
【０１０３】
実施例：機能的触覚性表面
前記した、および関連出願に記載されたプロセスを用いて、多数の「触覚性」表面増強を作り出すことができるある種の粒子を埋め込むことができる。このプロセスを用いるいくつかの非限定的例は、自己−清浄、疎水性、油をはじくおよび疎油性表面を作り出すためである。これらの表面は、適切には、抵抗性または滑り、研磨、クラック伝搬、破砕、指紋、油接着、水接着、脂肪接着、および多くの他の個人的、商業的および他の有用な特性への抵抗、またその減少のような特性を付与する。
【０１０４】
これらの増強が特に重要であり得るいくつかの非限定的エリアは：抗−指紋、抗−油、および摩耗−抵抗性粒子の、携帯電話、カメラ、ＰＤＡ、時計、メガネフレーム、メガネレンズ、コンパクトディスク、モニター、ゲームコントローラ−、キーボード、マウス、ウインドゥ、塗料、および内部および外部自動車コーティングの触覚性界面プラスチック表面への付与である。
【０１０５】
これらの適用に適した添加剤としては、シリカ、シリケート、ミネラル、金属酸化物、金属粉末、顔料、ポリマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、フルオロシラン、またはフルオロシロキサンが挙げられる。本発明は、前記したように、および関連出願に記載されたように、そのような粒子を広い範囲の天然および合成ポリマーに埋め込む。
【０１０６】
テキスタイルおよび化粧品産業で用いられる合成および天然ポリマー基材としては、糖、アミノ酸、ペプチド、蛋白質、ゴム、ならびに限定されるものではないが、毛髪、毛皮、羊毛、絹、爪、足指爪、羽、リネン、綿、バイオプラスチック、亜麻、麻、ジュート、ケナフ麻、革、コラーゲン、ケラチン、またはキチンであり得る繊維が挙げられる。これらの材料は、インク、グリッター、ルミネセント粒子、蛍光粒子、芳香物質、殺生物エレメント、または脱臭剤を包含する、多数の増強で、前記した、および関連出願に記載されたプロセスを介して機能性化することができる。
【０１０７】
実施例：膜材料における化学的に活性な添加剤
本発明は、添加剤またはコーティングの直接的取込みのような、先行方法によって機能性化することができない膜に、更なる材料、化学的、物理的、および生物学的に増強させる特性を付与するのに有用である。添加剤粒子の厚い膜への直接的取込みは、しばしば、製造するのが極端に困難であって、膜頂部におけるコーティングは膜中の細孔を塞ぐであろう。本明細書中に記載されたこの埋め込みプロセスが現存の方法を改良することができる場合のいくつかの非限定的例は、膜中のミクロスケールおよびナノスケールの細孔を塞ぐことなく、その中に特許請求される方法が活性な粒子を埋め込む燃料−電池膜および限外濾過膜である。
【０１０８】
ヒ素は、ヒトおよび動物に対する無臭かつ無色の急性トキシンである天然に生じる半−金属元素である。飲料水中のヒ素汚染は、何百万人の人々の病気を引き起こす現実の問題であり、時々、死亡に至りさえする。鉄酸塩を用い、水からヒ素を抽出して、溶解したヒ素および第一鉄イオン部分を酸化する１つの方法は、不溶性沈殿であるヒ酸第二鉄を生じる。これは：
によって表わすことができる。
【０１０９】
前記反応は、水からヒ素を濾過するために用いられる多くの方法の内の丁度１つである。他のものは濾過、蒸留、電気分解、エレクトロデオナイゼーション、沈着、化学的処理、および浸透圧を含む。同様に、ヒ素は、水源を安全でなくしかねない多くの汚染物のうちの１つである。他の汚染物としては、水銀、鉛、重金属、細菌、寄生虫、ウイルス、アメーバ−等のような物質が含まれる。本発明は、化学的に活性な分子／粒子の、ポリマー物体の表面への取込みを可能として、流体を処理する。
【０１１０】
膜バイオリアクター（ＭＢＲ）は比較的低いコスト、高い品質の廃液、および小さな設置面積にて水を精製することができ、慣用的な生化学排水処理プロセスに対する益々有望な代替法になりつつある。ＭＢＲは、ウルトラ、マイクロ、またはナノ濾過膜系と一体化させた、吊り下げられた成長生物学的リアクターを含む。ＭＢＲに関する最も挑戦的な問題は、膜の高いコスト、三次排水製品の低い価値、および膜自体の汚れによる性能の迅速な喪失を含む。
【０１１１】
研究は、特に、汚れは水力抵抗を増大させ、これは、浸透フラックスを降下させ、あるいは膜貫通圧力の上昇を必要とするので、膜の汚れがシステムの性能に影響する最も深刻な問題であることを述べている。これらは、操作コストの上昇および効率の減少に導く。ＭＢＲ濾過効率に影響する因子としては、膜の特徴：細孔のサイズ、親水性、表面の粗さ、および表面の電荷；およびスラッジの特徴：バイオマスの濃度、レオロジー、粒子のサイズおよび構造、コロイド濃度、温度、およびエアレーションが挙げられる。濾過ケーキの形成に加えて、有効細孔サイズの減少、または分子量のカットオフは膜粒状物の汚れにおいて共通している。
【０１１２】
従って、この本発明の１つの実施態様は、限定されるものではないが、ビーズまたはペレット（以下、ペレット）であり得る粒子−埋め込みポリマー物体の創製である。粒子および／または分子は能動的または受動的機能、あるいは限定されるものではないが以下の：抗微生物、抗ウイルス、抗真菌、抗菌、水銀吸収剤／吸着剤、鉛吸収剤／吸着剤、ヒ素吸収剤／吸着剤、溶媒吸収剤／吸着剤、重金属吸収剤／吸着剤、トキシン−中和等のような他の目的を有する。
【０１１３】
これらのポリマーペレットは、同時に安価、取扱いが容易、かつ軽量でありつつ、高い活性な表面エリアを有し、良好な有効性を与えるだろう。ポリマーペレットは、流体を、活性な分子および／または粒子を埋め込んだペレットに暴露することによって、流体の処理、特に、水の精製および濾過で有用であり得る。
【０１１４】
図１３は、その表面に化学的に活性な粒状物が埋め込まれており、かつ粒子１０が表面に埋め込まれている天然、合成、または生物学的ポリマーから構成される物体９（ペレット）を示すポリマー物体（ペレット）の模式的断面図を描く。これらのポリマーペレットは、流体をペレットと接触させることによって流体を処理し、濾過し、および／または汚染防止するのに用いることができよう。ポリマー物体の表面に含浸させるべき化学的に活性な粒子添加剤としては以下のものが挙げられる：
鉄、鉄イオン、鉄塩、マグネタイト、マグネタイトイオン、酸化第一鉄、第一鉄イオン、鉄酸塩、鉄酸イオン、第二鉄イオン、活性化された木炭、アルミナ、塩素、ヨウ素、触媒、金属、塩、セラミックス、化学的元素、合金、ポリマー、コンポジット、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、溶媒、フレグランス、脱臭剤、カーボンナノチューブ、ポリマーナノチューブ、金属ナノチューブ、半導性ナノチューブ、金属ナノチューブ、絶縁されたナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノスフィア、ナノシェル、有機金属ナノチューブ、蛋白質、蛋白質複合体、マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、化学的に不活性な剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、センサー、またはそのいずれかの組合せ。
【０１１５】
流体をペレットと接触させるのに用いることができる多くの方法がある。もう１つの「形態因子」または流体をペレットに接触させる方法は図１２に示すことができる。図１２は、その表面に化学的に活性な粒状物が埋め込まれたポリマー物体を含有するサッシェ剤の模式図を描く。このタイプの実施態様の他の非限定的例は、「サッシェ剤」、パウチ、容器、ケージ、ネットのような流体浸透性または半−浸透性容器、あるいは所望の流体との十分な接触を可能としつつ、含有された増強されたペレットを維持する他の方法を用いている。この実施態様では、ポリマー物体の最も小さい物理的寸法は、増強されたポリマーペレットが静止条件にある容器へのそれらの封じ込め、かき混ぜ、または熱膨張から逃げることができないように、流体−浸透性サッシェ剤の細孔または穴の最も小さい物理的寸法よりも大きいことが推奨されるが、必要と言うのではない。
【０１１６】
図１２におけるような１以上の化学的に機能性化されたポリマービーズはサッシェ剤６中に含有される。また、所望により、ストリング７を有してもよい容器、およびユーザーが最低限の容易性でもってサッシェ剤を入れ、位置決定し、および／または除去するのを可能とする目的でサッシェ剤６に付着されていてもいなくてもよい紙タブ８も示される。
【０１１７】
この実施態様の他の形態−因子としては、限定されるものではないが、ロッド、鎖、ストリング、チューブ、ワイヤ、他の構造、あるいはユーザーが最低限の容易性でもって容器を入れ、位置決定し、取り出し、移動させ、および／またはかき混ぜるのを可能とするいずれかのその組合せを挙げることができよう。同様に、容器は自由なままであってよく、いずれかの構造への付着を必要としない。
【０１１８】
流体−浸透性ペレット容器６の材料は、限定されるものではないが、紙、酢酸セルロース、リネン、布、綿、ポリエステル、有機繊維、合成繊維、ネッティング、金属／木材／プラスチック／コンクリート／合金／「ケージ」、ニワトリワイヤ、ワイヤ、ゴムケージ、ファブリック、またはそのいずれかの組合せよりなるものであってよい。
【０１１９】
開示された発明のもう１つの提案された非限定的実施態様は、ヒ素浄化用のポリマービーズ、パイプライニング、および／または飲料容器の表面に結合され、および／または埋め込まれた鉄−ベースの粒子の具体的な調製および使用を含む。ナノおよびマイクロ粉末マグネタイトは、ポリマービーズの表面に埋め込まれた場合、ポリマービーズ基材に対する匹敵するサイズのバルクサイズのマグネタイトビーズに対するよりも、周囲の液体環境中のヒ素化合物に対するより高い化学的に活性な表面エリアを呈することができる。
【０１２０】
本発明は、かくして、マグネタイトのバルクピースまたは磁石−安定化マグネタイト粉末を用いる、コストを回避し；マグネタイトの大きな断片の原料コストは表面の埋め込まれたマグネタイト粉末を含む同等なサイズのポリマービーズのそれよりも高く、さらに、本発明の溶液ベースの表面処理コストは極端に低い。そのような表面埋め込みポリマービーズは、限定されるものではないが、ＰＶＣ、ＴＰＵ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ポリカルボネート、ポリエチレン、ポリエステル、ポリスチレン、またはそのいずれかの組合せ、ならびに親発明において、および本明細書中において引用された他のポリマーよりなっていてもよい。これらのビーズは水瓶、水和レセルボア、または衛生、水、および／または流体精製目的の他の容器内部に入れることができる。
【０１２１】
開示された発明のより具体的な非限定的例として、約５ｕｍ未満の平均サイズのマグネタイトミクロ粒子（ＣＡＳ １２１７−６１−９、Ｆｅ３Ｏ４、酸化鉄（ＩＩ、ＩＩＩ）粉末９８％ Ａｌｄｒｉｃｈ）が、直径が１ｃｍ程度のサイズのＴＰＵペレット（ＥｌａｓｔｏｌａｎおよびＴｅｘｉｎ）に埋め込まれる（ペレットは１の近似的アスペクト比を有する）。
【０１２２】
溶液が蒸発を介して除去された後、その中に少なくとも１つのマグネタイト粒子が埋め込まれた得られたペレットは、ヒ素で汚染された水を含有する瓶に入れられた。今や、それらの表面に埋め込まれた、瓶中の水に接触したある量のマグネタイトを含有したペレットとして、マグネタイトは水からヒ素をある程度除去することができた。
【０１２３】
本発明の使用のもう１つの実施態様は、流体を、容器、フィルター、通路、パイプ、チューブ、あるいは複数のこれらの増強されたポリマーペレットを有する他のそのような導管を通って流動させることによって流体を処理することである。流体はペレットの表面および、よって、今や、表面−活性分子および／または粒子と接触するので、流体は処理されるだろう。また、本発明は、化学的に活性な分子および／または粒子で増強された他のそのような導管の表面の容器、フィルター、通路、パイプ、チューブを有する使用も含む。
【０１２４】
特許請求された方法を用いて粒子および／または分子が埋め込まれた膜は、燃料電池のためのプロトン交換膜、水濾過膜、流体濾過膜、エアフィルター、および化学物質生産のための触媒デバイスとして有用である。プロトン交換膜の燃料電池基材材料は微多孔質のペルフルオロスルホン酸、ＰＴＦＥコポリマー、ポリベンズイミダゾール、ポリアリーレン、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）またはそのいずれかの組合せよりなるものであってよい。
【０１２５】
本発明の１つの非限定的実施態様は触媒適用のためのものであり−そこでは、白金および／または他の金属および合金が燃料電池中のプロトン交換膜に移植されて、水素の酸化および酸素の還元を触媒することができる。粒子の埋め込みは、膜電極アセンブリーにおける触媒層の創製を支持する。
【０１２６】
このプロセスは、化学的に不活性であって、従って、他の埋め込み方法、特に、基材の化学的改変に依拠する方法に適していない基材での使用に特に適していると考えられる。かくして、本発明の方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（ＴＭ）等のような材料への粒子の埋め込みを可能とする。
【０１２７】
ウルトラ、ミクロ、またはナノ濾過膜は、限定されるものではないが：補強、自己−治癒特性、抗微生物剤、疎水性または親水性剤、表面粗化添加剤、電気的にまたは磁気的にチャージされた粒子、抗−汚れ剤、抗−バイオフィルム形成剤、またはそのいずれかの組合せを含めたある範囲の材料で増強することができる。そのような粒状物および／または分子添加剤は膜の表面に十分にまたは部分的に埋め込まれて、膜の性能を改変および／または増強することができる。
【０１２８】
本発明のもう１つの非限定的実施態様は、粒状物が膜をバイオ汚染するのを妨げるのを助けることである。粒状物の汚れは、ミクロおよび限外濾過系における汚れの主な形態である。膜表面でのバイオ汚れ、微生物およびバイオフィルムの接着および成長は、荷電した、またはイオン性の添加剤、抗微生物剤、疎水性または親水性材料、表面エリアを減少させるための表面平滑化化学的処理の導入で阻害することができる。例えば、もし汚染性コロイド、マクロ有機物、ミクロ有機物、または粒状物が膜表面のそれと同一の電荷徴候を有するならば、それらは静電力により膜によってはじかれ、総じての吸着を減少させる。多くの汚染性コロイドおよびマクロ有機物は中性および高いｐＨ条件において、負に荷電しており、従って、膜を負に荷電するのが望ましい。また、濾過膜を親水性として透過性を上昇させ、芳香汚染物との親和性を降下させるのがしばしば望ましい。
【０１２９】
本発明のもう１つの非限定的実施態様は、活性な機能性を膜に付与することである。例えば、アセテート（酢酸セルロース等）布は、本出願および従前に引用された発明において記載された方法、ならびに他の方法を用いてマグネタイトナノ粒子またはミクロ粒子を埋め込むことができる。次いで、その布は、ヒ素のような重金属汚染物の水および他の流体、ならびに他の汚染物の宿主を精製するための膜として働くことができる。
【０１３０】
そのような布に、先に引用した本発明および従前の発明の出願において言及されたもののような種々の他の粒子を埋め込んで、布の汚れを防止し、および微生物を布に結合させ、および／または微生物を殺し、および／または微生物が接着するのを防ぎ、および／またはそれらの再生を阻害するような、水中の微生物に対して活性な効果を有することもできる。この例で用いられる布は、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、本発明および従前に引用された発明の出願で引用されたポリマーのいずれか、およびいずれかの他のポリマーから構成されるもののようないずれの合成布または膜であってもよい。
【０１３１】
実施例：進化した水和レセルボア
現存する水和レセルボアは、液体をレセルボアから外に漏出させ、引き続いて、ユーザーのリュックサックそれ自体、内容物、および／または着用者を湿らせる漏出、零れ、穿刺、および他の効果に悩んでいる。バッグはリュックサックスタイルのバッグに限定されず、「ファニー−パック」、ダッフルバッグ等であり得る。
【０１３２】
本発明は、水和レセルボアを保持するように設計されたポケット中の耐水性、または高度に水抵抗性のライニングを形成するのに用いることができる。このライニングはバッグの内容物、バッグそれ自体を保護し、ならびにパックから漏出する水、電解質ドリンク等のような流体に着用者が暴露することを保護するであろう。
【０１３３】
１つの例示的な実施態様は、容器および／またはその内容物を冷却するための液体の吸熱性蒸発である。本発明の非限定的例は、水瓶または水和レセルボアまたは水容器の周りまたはその上の場所である湿ったファブリックのような水分吸収性材料であろう。次いで、その材料中の水分が蒸発するにつれ、容器からの熱は吸収され、かくして、その中に貯蔵された容器の内容物を冷却する。
【０１３４】
氷融解の面倒、氷融解による飲料の希釈、クーリングボックスおよび給電冷蔵庫のかさ高さまたは重さ、長時間の間の冷蔵温度の喪失、および高いコストを避ける冷却水容器を外出時に採用するのが望ましい。気化冷却および冷蔵のそのような便宜な低コストかつ多様な方法は、電気が無い、または電気が高価である、または短時間の供給である地方で特に重要である。生体医療材料、医薬、およびワクチンの、例えば、遠隔領域への輸送は、しばしば、供給するのが困難であり得る冷蔵を必要とする。
【０１３５】
開示された自己−冷却装置の１つのユニークかつ発明的特徴は、多孔性の気化冷却層に機能的抗微生物粒状物を埋め込めることであるが、これはあてはまる必要はない。
【０１３６】
多孔性の壁は、モノリシック容器は溶液または拡散を介してその表面を横切って水分を輸送できないゆえに、モノリシック非−多孔性表面を有する容器では可能でない、制御された気化を介して冷却を供することができる。多孔性材料内部の小さな穴は、水分または蒸気を効果的に輸送するための通路として働く。かくして、冷却効果は膜を横切ってより均一かつ顕著であり、これは、熱勾配の存在下における気化のより均一な分布を可能とする。
【０１３７】
膜の透過性は、水分または蒸気の伝達速度に直接的に比例する水の最大気化冷却のための鍵となる決定因子である。透過性は、拡散係数および溶解係数の数学的積である。そのような多孔性の気化冷却膜に伴う大きな問題は汚染の可能性である。そこでは、膜と接触した空気、ごみ、雨または泥からの細菌、ウイルス、カビ、真菌は細孔を通じて拡散または輸送されかねず、かつ膜の湿った環境により増殖さえしかねない。膜表面に含浸された殺生物剤はそのような望まない微生物の成長を軽減する。加えて、マルチクロミック剤は膜によく含浸されて、温度の環境変化、生物学的エレメント、トキシン、病原体、汚染物、光強度、機械的応力、ひずみ、他の因子、およびその組合せを信号で伝えることができる。
【０１３８】
水和レセルボアからの流体は、冷却装置から水和レセルボアを除去する必要性なくしてブラダーから延びるストローまたはホースを通じて吸引することができる。と言うのは、冷却デバイスは水ブラダーの表面に一体化されているからである。
【０１３９】
水ブラダーは少なくとも２つ（２）の層を含むことができる。水ブラダーの材料はいずれかのポリマーまたは水−含有材料を含む。水和レセルボアの、および気化層のこれらの材料は柔軟性または剛性、天然または合成であってよく、限定されるものではないが、以下のものが挙げられる：
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、熱可塑性エラストマー、ポリウレタン、ポリカルボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、コポリエステル、ポリスチレン、ナイロン、テフロン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ（メチルメタクリレート）コポリマー、ポリエーテル−ウレタン、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、エチレンコポリマー、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリペルフルオロアルコキシエチレン、ポリ二塩化ビニル、糖、アミノ酸、蛋白質、ゴム、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、ワックス、ポリオレフィン、セロファン、銅アンモニア、綿セルロース、ビスコース、竹、生体−由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、コイア、綿、亜麻、麻、ジュート、ケナフ麻、パピルス、紙、パーチメント、ポリアミド、ポリラクチド酸プラスチック、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ラフィア、米、サイザル麻、澱粉、澱粉−ベースのプラスチック、セルロース、酢酸セルロース、木材、硝酸セルロース、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、ブレンド、またはそのコンポジット。ポリエチレンのような熱可塑性樹脂は特に適当であると考えられる。
【０１４０】
クーラントは、適当には水であるが、水蒸気、蒸気、水、氷、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、六フッ化硫黄、油、溶媒、液体、鉱油、シリコーン油、凍結防止剤、フルオロカーボン油、フレオン（ＴＭ）、アルコール、アセトン等でもあり得る。
【０１４１】
気化層は、耐水性の水和レセルボア材料の内部と接触した外側層であり得る多孔性膜を含む。この膜は、膜を横切っての水の輸送ならびに気化を容易とする。
【０１４２】
代替設計は、水和レセルボアおよび気化層が相互の頂部に重要には一体化されていないが、気化層は毛細管チャネルを介して水和レセルボアに連結されており、これは、水和レセルボアと直接接触していないエリアへ、水和レセルボアを囲う層からのクーラントの輸送を可能とする。これの好ましいが非限定的実施態様は。
【０１４３】
図１０は例示的な冷却水和レセルボアを描く。気化層を含まない水和レセルボアそれ自体２の耐水性材料は、流体を領域１に含有させてカプセル化する。流体は、流体をストローまたはホース５を通じて外に導く開口４を介してユーザーに吸引することができる。衛生マウスピース６は、抗微生物剤で処理することができるバルブまたはキャップを含むことができる。内部水和レセルボア材料２を囲う気化層３は、クーラントが蒸発する場合に、熱が内部水和レセルボア内容物から吸収され、それにより、内容物を冷却するように、クーラントで浸漬される。
【０１４４】
クーラント蒸気は全ての表面層３から直接的に蒸発できるか、あるいはこの層の外部の更なる蒸気不浸透膜は、膜３と接触し、かつ全水和レセルボアを収容する、リュックサックの外側に位置してもよい、もう１つの膜８に対する毛細管チャネルへのクーラントの浸透を可能とする毛細管チャネル７を通って蒸気を外側に向かわせることができる。そのような装置は、水和レセルボアがリュックサックの内側に収容され、リュックサックの内側の他のアイテムが湿るべきではない場合に有用であり、これは、クーラントが膜３から蒸発し、リュックサック内で凝縮する場合に起こり得る。
【０１４５】
更に、気化膜８がリュックサックの外側にあって、リュックサックの外側の雰囲気温度がリュックサック内部よりも高いであろう場合に、気化はより容易に促進される。リュックサック外側からの熱は、対流、伝導、または放射により、直接的に気化膜３へよりは効果的に気化膜８まで移動され、これは、クーラントの気化の速度を加速するだろう。例えば、リュックサックの外部に入射する強い日光は気化膜８をより容易に加熱することができる。と言うのは、これは雰囲気光源に面するリュックサックの外部に位置することができるからである。
【０１４６】
気化冷却膜３、７および８は毛細管細孔またはチャネルを含有することができ、および／または殺生物剤および／またはマルチクロミック剤を含む添加剤を含浸させることができる。周囲の材料２もまた抗微生物剤を含浸させることができる。
【０１４７】
実施例：光学および眼科材料の増強
本発明は表面を増強させることができ、そのうちいくつかの非限定的例はポリカルボネート、Ｔｒｉｖｅｘ、高−指標のアクリル、およびエチレングリコールジアリルジカルボネート（ＣＲ−３９）ポリマーを包含し、これは慣用的な眼科レンズで用いられる標準的な材料である。酢酸セルロース、ナイロン、ポリアミド、プロピオン酸セルロース、ケブラー、オプチル、ポリカルボネート、木材、革、コポリアミドコンポジット、および炭素繊維グラフィックコンポジット、およびプラスチックメガネまたは他の光学フレームで用いられる他の材料は、本発明によって機能的に修飾することができる。ルミネセント、抗菌、顔料、帯電防止、引掻き抵抗性、抗−指紋、防曇、ＵＶ−抵抗性、着色、抗−反射、ＩＲ−抵抗性、高反射率ミラー、光学濾過、フレグランス、脱臭、樹脂、滑沢剤、可溶化、安定化、界面活性剤、フォトクロミック、または蛍光剤。
【０１４８】
１つの非限定的例として、フォトクロミックメガネレンズは、慣用的には、レンズの全バルクの全体を通じて塩化銀またはハロゲン化銀を取り込むことによって作製される。しかしながら、この方法は、プラスチックメガネレンズを生産するのに用いられる最も広く普及したモノマーであるエチレングリコールジアリルジカルボネートの重合化学でそれを行わなければならない主な欠点に悩んでいる。このモノマーの重合に続いて、重合触媒、しばしば、イソプロピルペルカルボネートは、これらの色素を有機材料レンズに直接的に取り込むのは困難であったように、フォトクロミック色素のフォトクロミック特性を阻害する。本発明の方法は、熱処理の必要性なくして、フォトクロミック材料をレンズプラスチックに埋め込むことができる。
【０１４９】
実施例：スマート材料のためのマルチクロミック添加剤
先に、および関連出願において記載されたように、添加剤粒状物、液体、またはガスをポリマーの表面に埋め込むまたは取り込む方法が開示され、ここに、添加剤は環境の変化または刺激に応答して色彩を変化する。
【０１５０】
いくつかの非限定的例は、熱的、機械的、電気的、磁気的、光学的、化学的、生物学的、または放射性の変化または刺激への暴露に際して、マルチクロミック剤は電磁波の吸収、散乱、または反射周波数および／または振幅のシフトを経験するであろうというものである。可視スペクトルの変化は最も有用であろう。なぜならば、それらは見るために引き続いての機器を必要としないだろうからである。
【０１５１】
本発明が付与する１つの利点は、その方法は、現存の製造プロセスにおける劇的な改良を表す、単純な、コストがかからない製造後方法であることである。マルチクロミック色素が取り込まれたポリマーを作り出すための現存の製造方法としては、押出、カレンダリング、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形、溶液キャスティング、吸着、吸収、コーティング等が挙げられる。しかしながら、これらの方法は労働集約的であって、マルチクロミック添加剤と適合することができない。
【０１５２】
マルチクロミック添加剤のためのいくつかの非限定的適用はパッケージング材料を包含し、そこでは、そのような材料は腐敗、トキシン、病原体、温度、照射、機械的歪等の存在を示すのに用いることができる。マルチクロミック添加剤の光学的消光または反射周波数のシフトの多くの結果、可視光の色の変化がもたらされ、これは消費者によって直ちに確認され得る。添加剤の非限定的リストとしては、マルチクロミック、ケミコクロミック、ピエゾクロミック、サーモクロミック、ヒドロクロミック、ラジオクロミック、エレクトロクロミック、マグネトクロミック、フォトクロミック剤、またはそのいずれかの組合せが挙げられる。
【０１５３】
マルチクロミック（すなわち、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、応力クロミック、ラジオクロミック、サーモクロミック）剤としては、とりわけ、ポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ローザニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビスルファイト、ハロゲン化銀、オキサジン、ナフトピラン、ニトロスピロピラン、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロ−オキサジン、キニン、ヘキサアリールビイミダゾール等が挙げられる。
【０１５４】
提案されているが、非限定的な興味深いポリマー基材としては飲料容器、ラッピング、瓶等が挙げられる。そのようなアイテムは合成または天然ポリマー組成物を有してもよい。
【０１５５】
実施例：新種の、新規な、および新規材料
前記した、および関連出願に記載されたプロセスの使用は、新種および新規な材料を製造する方法をより現実的なものとすることができる。非限定的な例として、超疎水性または超親水性材料は、乾燥した条件において水分を蓄積させるのに、および防曇表面を作り出すのに有用である。
【０１５６】
もう１つの非限定的例は、水中に存在する化学的または生物学的トリガーへの暴露の間に粒子が色を変化させるように、ケミコクロミック粒子を、水の瓶、パック、ブラダー、またはカップのプラスチックまたはゴムに埋め込むことである。
【０１５７】
もう１つの例として、ナノ構造−埋め込みポリマーナノコンポジットは、元のポリマーに付与された多量の構造、光学、難燃性、化学的、および電子的改良を有する。本発明は、先に記載され、および関連出願に記載されたように、ポリマーナノコンポジット合成の現存の方法に対して改良および／または代替法を提供する。
【０１５８】
実施例：半導体デバイスおよび関連方法
多くの光起電（ＰＶ）デバイスおよび燃料電池のポリマー膜の固有のコストは、高い純度の結晶を成長させるのに用いられる高−真空蒸着手法の遅い速度、または十分なキャリアの寿命に達成するのに必要な高度に制御されたフィルム寸法のため依然として高いままである。本発明はコスト的に有利な、単一工程、室温および圧力条件における添加剤粒子および分子の表面埋め込みおよび表面取込みを可能とし、かくして、現在の半導体修飾技術に対する改良を呈する。
【０１５９】
ドナー−アクセプター界面におけるエキシトン解離に基づいた光電池の外部量子効果は：
ηＥＱＥ＝ηＡηＥＤηＣＣ
［ηＡは吸収効率であり、ηＥＤはエキシトン拡散効率、または再結合前にドナー−アクセプター界面に到達する光生成エキシトンの分率であり、ηＣＣはキャリアーのコレクション効率、またはその対応する電極に到達する遊離キャリアーの確率である］である。エキシトンの拡散長は、典型的には、光吸収長よりも１オーダー小さな大きさであるので、光生成エキシトンのかなり大きな分率は、光電流の生成のために用いられないままであり、ηＥＱＥおよびパワー変換効率を制限する。開示された方法を介して有機エレクトロニクス材料の表面に埋め込まれた内包物は、例えば、物体の表面の誘電定数、消光、吸収、伝導性、偏光性、磁化、および／または光学的特性を調節する能力を有する。
【０１６０】
有機半導体はそれらの無機カウンターパートと同様な種々の重要な特性を有し、かくして、発光、光吸収、およびスイッチング適用で用いることができる。例えば、結晶性ポリマーは、無機半導体におけるものと同様な電子バンドを呈する。本明細書中に記載された本発明は、単純な、コスト的に有利なかつ容易に適合させることができる様式で、有機半導体材料の表面に粒子をドーピングし、および／または移植することができる。
【０１６１】
有機光起電デバイス（ＯＰＶ）は、スピンコーティングまたはインクジェット印刷のようなコーティングプロセス、ポリマーおよび小分子化合物のような有機半導性材料の薄いフィルムから作り出される。ＯＰＶは、大きな面積および柔軟なプラスチック基材をカバーするそれらの能力において、伝統的な第一および第二世代の光発電のための有望なコスト的に有利な代替技術を表す。光電池の半導性接合および／または光活性層への添加剤構造の取込みがそれらの光起電効率を増強させることができることを示すための、増大する学問的、産業的および商業的研究があった。光電池の光活性層全体に分散したカーボンナノチューブは、エキシトン分裂および電荷キャリアー輸送を助ける半導体接合において局所的電場を増大させる。
【０１６２】
ポリマーマトリックスの内部に分散した（電子ドナーとしての）コンジュゲートされたポリマーおよび（電子アクセプターとしての）カーボンナノチューブおよび他のフラーレン誘導体の間の光誘導電荷移動は、有意により高い効率のＯＰＶデバイスを可能とする。この増強は、エキシトン解離を増加させる内部ポリマー−ナノチューブの接合、およびコンポジット全体を通じてのバランスのとれた二極輸送によるものである。光励起電子ドナーとして働くポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）のコンポジットはＳＷＮＴとブレンドされており、これは、光発生エキシトンの電荷分離、およびキャリアーをナノチューブの長さに沿ってそれらの各電子およびホールコレクティング接触まで輸送することによる引き続いての電荷移動を可能とする。ＯＰＶデバイスを製造する１つの通常の方法は、ＩＴＯのガラス基材上へのスピンコーティング、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳのＩＴＯ基材の頂部上へのスピンコーティングおよび、引き続いての、光活性層としてのクロロホルム中のＰ３ＯＴ−ＳＷＮＴの溶液のスピンコーティングを含む。ポリマー−ナノチューブ接合の存在は、モノリシックなダイオードのそれと比較して２オーダーの大きさを超えてデバイスを通じて光電流を増加させることができ、ならびに開いた回路電圧の倍加を増大させることができる。ナノチューブはポリマーの表面内に配置させて、伝導性であってよいナノチューブのネットワークを作り出すことができる。
【０１６３】
本発明は、半導体ナノワイヤ、あるいは光学的エネルギーを電気エネルギーに変換するエレメントとしての種々のバンドギャップの他のナノ構造の横方向アレイを用いるマルチ接合ＰＶ電池のための代替処理を作り出す。マルチ接合ＰＶデバイスは、異なるスペクトルの部分における入射放射線を選別し、吸収する種々の材料の重ねられた層を使用し、７０〜８０％の単一波長の変換を達成する。薄いフィルムに伴う問題は、キャリアーコレクション前に光エキシトンが再結合することを含む。ナノスケールのヘテロ接合および構造は、トラップを通じてそのような再結合を緩和することができる。これらのナノ構造は、共に、産業において低コストの製造に採用可能な蒸気−液体−固体（ＶＬＳ）方法またはゾル−ゲルアプローチによって成長させることができる。Ｓｉ、Ｇｅ、ＴｉＯ２、およびＩＩＩ−Ｖ半導体は、太陽スペクトル放射を捕獲することができる材料についての候補である。半導体ナノ構造は、やはり横方向コンセントレーターとして働いて、光活性ナノコンポジット単層において光吸収を増強させる、ナノ構造の金属電極アレイの頂部に蒸着される。
【０１６４】
カーボンナノチューブは、ナノ技術、オプティックス、エレクトロニクス、先端材料、濾過、バッテリー等における膨大な適用で有用な広い範囲の新規な特性を保有する炭素のアロトロープである。そのような特性は、極端に高い熱伝導性、バリスティック伝導、および異常な機械的強度を含む。カーボンナノチューブのバンド構造は、チューブの直径に強く依存しており、従って、光学的および電子的特性の調節は、制御された合成方法を介して可能である。ナノチューブの半導性または金属特性もまた、その分子の配置および構造に依存する。種々の方法は、（１）ナノチューブポリマーの溶液混合；（２）音波処理およびメルト加工；（３）メルトのブレンディングおよび；（４）ナノチューブの存在下におけるその場重合を含めた、ポリマーマトリックス内にナノチューブを分散させることが当該分野で知られている。しかしながら、これらの方法は固有の不利を有するゆえに、本方法はカーボンナノチューブを埋め込むことにおいて有用である。
【０１６５】
本発明は、限定されるものではないが、慣用的なエピタキシャル成長させた格子にマッチした結晶性半導体デバイスと比較して、低コスト、大きなデバイス面積、物理的柔軟性、および便宜な材料取込みを供することを知られた溶液−加工エレクトロニクスおよびオプトエレクトロニクスデバイスを含めた、多数のタイプのデバイスに適応可能である。本発明は、限定されるものではないが、有機、ハイブリッド有機−無機、および色素−増感セル（ＤＳＣ）を包含する、エキシトン太陽電池のようなデバイスでも適用可能である。極端に高い効率および安定なエキシトンフォトセルであるＤＳＣは、光−収穫分子の吸着用の大きな表面エリアおよび厚いナノ粒子フィルムに依拠する。
【０１６６】
添加剤の粒状物または分子は、限定されるものではないが、各々が分散媒体の連続相に対して分散相で区別され、半−区別され、または区別されない、固体粒状物、液体、またはガスの１または組合せを含むことができる。この添加剤および溶液は、限定されるものではないが、均一な混合物、不均一な混合物であり得るが、含有された溶液、懸濁液、コロイド、エアロゾル、ゾル、エマルジョン、またはゲルは、制御された様式で、または統計学的に分布した様式で、ポリマー基材の表面に分注されてもよい。
【０１６７】
ポリマー基材は実質的にいずれの合成ポリマーまたはコンポジットも包含することができる。これらとしては、限定されるものではないが、以下のもの、ならびに先に引用した親出願で言及したものが挙げられる：
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ペンタセン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ），ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリウレタン、ポリカルボネート、ポリエステル、コポリエステル、ポリ（メチルメタクリレート）コポリマー、テトラフルオロエチレン、スルホネート化テトラフルオロエチレンコポリマー、アイオノマー、フッ素化アイオノマー、ポリマー電解質膜、フッ化エタンスルホニル、２−［１−［ジフルオロ［（トリフルオロエテニル）オキシ］メチル］−１，２，２，２−テトラフルオロエトキシ］−１，１，２，２−テトラフルオロ−、テトラフルオロエチレンを伴う、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテンスルホン酸コポリマー、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブテン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ポリグリコリド、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリフェニレンビニレン、銅フタロシアニン、グラフェン、ポリ（プロピレンフマレート）、セロファン、銅アンモニア、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、ブレンド、またはそのコンポジット。
【０１６８】
基材１の表面に含浸すべき添加剤としては、限定されるものではないが、以下の、ならびに先に引用した親発明で言及したものの内のいずれかを挙げることができる：
カーボンナノチューブ、ポリマーナノチューブ、金属ナノチューブ、半導性ナノチューブ、金属ナノチューブ、絶縁されたナノチューブ、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノアンテナ、ナノスフィア、ナノシェル、有機金属ナノチューブ、ＶＡＵＬＴ蛋白質、量子ドット、ドーパント、光学的集光およびトラッピング構造、光学的レクテナ、「ナノフレーク」、ナノ−共軸構造、導波構造、金属ナノ結晶、半導性ナノ結晶、マルチクロミック剤、ケミコクロミック剤、ピエゾクロミック剤、サーモクロミック剤、フォトクロミック剤、ラジオクロミック剤、エレクトロクロミック剤、硝酸銀、水銀、マグネトクロミック剤、トキシン中和剤、付香物質、芳香物質、触媒、湿潤剤、化学元素、金属、塩、セラミックス、ポリマー、ガス、液体、コロイド、懸濁液、エマルジョン、可塑剤、膨潤剤、溶媒、酸化チタン、ＵＶ−抵抗剤、ルミネセント剤、抗菌剤、帯電防止剤、塩、酸化インジウムスズ、塩化ベヘントリモニウム、コカミドプロピルベタイン、リン酸エステル、フィルエチレングリコールエステル、ポリオール、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、ジノニルナフチルスルホン酸、ルテニウム有機金属色素、酸化チタン、二酸化チタン、引掻き抵抗剤、グラフェン、銅フタロシアニン、抗−指紋剤、防曇剤、ＵＶ−抵抗剤、着色剤、抗−反射剤、ＩＲ−抵抗剤、高反射率剤、光学濾過剤、フレグランス、脱臭剤、樹脂、滑沢剤、可溶化剤、安定化剤、界面活性剤、蛍光剤、活性化された木炭、インク、トナー粒子、回路エレメント、絶縁材、導電材、導電性流体、磁性包有物、エレクトロニクス包有物、プラズモン包有物、誘電性包有物、共鳴包有物、ルミネセント分子、蛍光分子、半導体、半導体ドーパント、キャビティー、包有物、レンズ、メタ材料、冷陰極、電極、ナノピラミッド、量子ドット、ナノ結晶、レゾネーター、センサー、アクチュエーター、トランスデューサー、回路エレメント、トランジスター、レーザー、オシレーター、フォトディテクター、フォトン結晶、コンジュゲートされたポリマー、非線形エレメント、金属、セラミックス、合金、コンポジット、多層、化学的に不活性な剤、相−シフティング構造、増幅器、モジュレーター、スイッチ、光電池、発光ダイオード、カプラー；抗ブロックおよび抗スリップ剤：珪藻土、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、およびシリケート；スリップ剤および滑沢剤；脂肪酸アミド、エルカミド、オレアミド、脂肪酸エステル、金属ステアレート、ワックス、およびアミドブレンド；抗酸化剤：アミン、フェノリック、オルガノホスフェート、チオエステル、および脱活性化剤；帯電防止剤：カチオン性帯電防止剤、第四級アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、アニオン性カウンタースタット（ｃｏｕｎｔｅｒｓｔａｔ）、固有導電性ポリマー、アミン、および脂肪酸エステル；殺生物剤：ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキシド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＴＲＩＣＬＯＳＡＮ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ；光安定化剤：ＵＶ吸収剤、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ベンゾエート、サリシレート、ニッケル有機錯体、ヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ）、およびニッケル化合物等。明らかなように、特許請求される方法は、成形される実質的にいずれもの材料への実質的にいずれもの粒子の埋め込みに使用できる。
【０１６９】
前記デバイスの材料としては、限定されるものではないが、以下の材料、ならびに先に引用した親発明で言及したものが挙げられ、そのリストとしては以下のものが挙げられる。
【０１７０】
ＴｉＯ２、Ｃ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳＯ４、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ｒｕ、Ａｓ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、ＣｄＴｅ、Ｓｅ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｓ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇｅ、二セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）、クロム、イリジウム、ネオジム、イトリウム（ｉｔｒｉｕｍ）、ガラス、シリカ、有機蛍光色素、またはそのいずれかの組合せ。
【０１７１】
実施例：光電池用のマイクロコンセントレーターの製造
親発明において、および本明細書中に記載された埋め込みプロセスを用い、我々は、入射放射線の光電池またはフォトディテクターへの吸収を改変することができる光学ナノアンテナとしての金属ナノワイヤ、ナノシェル、またはボウタイを埋め込むことを提案する。
【０１７２】
強い場散乱断面およびプラズモン構造で見出された増強は、薄いフィルムの太陽電池における光吸収、ならびにイオン性ナノ粒子金属のアップ−コンバージョン効率を増強させることができる。例えば、アモルファスシリコンの薄いフィルムの太陽電池における光学的吸収は、１．５倍程度増強され得る。
【０１７３】
プラズモンナノアンテナ用の光発電以外の他の適用としては、フォトン・バンド−ギャップ材料、表面−増強ラーマン分光測定（ＳＥＲＳ）、導波デバイス、電磁波クローキング構造、増強されたランダムレージング、調波発生、および医療オプティックスが挙げられる。薄膜アモルファスシリコン、微結晶シリコン、または有機薄膜の頂部層の銀アイランド、金属格子、三角形、ピラミッド、または他のテクスチャード表面は、光学吸収およびアップ―コンバージョンを増強させることによってデバイス効率を増加させる。アップ−コンバージョンデバイスでは、エルビウムイオンに隣接するフィルムに埋め込まれた銀ナノアイランドは、銀ナノ粒子およびエルビウムイオンの間のプラズモンモードが結合された場合、それらのフォトルミネセンス収率を高める。電気的パーコレーション閾値を超える表面負荷を伴う透明基材に埋め込まれたランダムまたはパターン化金属メッシュを用いて、透明導電性電極を製造することができる。
【０１７４】
マイクロコンセントレーターレンズを包含する、シリコン光電池の新しい形態因子は、有意に改良された充填因子でもって実行されることが示されてきた。商業的に入手可能な円筒形レンズアレイを用いて、ガラス裏打ちプレート上にＰＤＭＳ型を作り出すことができる。次いで、シリカナノ粒子、シリコーン−エポキシ樹脂、およびカップリング剤から形成された光硬化性液体は、ネガティブＰＤＭＳ型に注ぐことができる。シリカナノ粒子のような透明な粒子を、下にある基材および光硬化性型の間にナノ−またはミクロ−スケールの粗さを導入することによって、界面の接着をさらに促進するのに包含させることができる。プラズモン活性先端電極材料を、加えて、適用して、光学的およびプラズモン集光能力を供することができる。
【０１７５】
有機太陽電池（ＯＳＣ）の光活性バルクヘテロ接合層に含浸された２次元フォトン結晶構造は、デバイスの量子効率を高める。ポリチオフェン誘導体（ＴＤＰＴＤ）ポリ（３−（２−メチル−２−ヘキシルカルボネート）チオフェン−コ−チオフェン）および［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）であり得るバルクヘテロ接合層は溶液キャストすることができる。次いで、高度に円柱状のフォトン結晶アレイは表面に埋め込まれ得る。
【０１７６】
粒子は、ルミネセント・ソーラー・コンセントレーター（ＬＳＣ）中のポリマーの表面に埋め込まれ得る。これらの粒子は、限定されるものではないが、散乱体、光学非線形エレメント、ルミネセント剤、光学コレクター、ナノアンテナ、ナノチューブ、突合せカップラー、レンズ、焦点合わせエレメント、屈折エレメント、ミラー、あるいは入射太陽放射の吸収を促進し、これらをＬＳＣの内部における導波モードにカップリングさせる他の構造であってよい。ＬＳＣはポリマーシートの少なくとも１つの層を含み、ここに、シートの表面は埋め込まれた光学エレメントを含有した。もし１を超えるシートが存在すれば、シートが一緒に溶媒結合して、層化構造を形成することができる。
【０１７７】
かなりの研究努力が、それらの導波、エネルギーカップリング、およびフォトン−電子統合能力のための誘電体内に埋め込まれた金属粒子を調べるのに投資されてきた。これらの現象は、広い範囲の新規なフォトン、エレクトロニクスおよびプラズモンデバイスを作り出し、ディフラクター、ブラッグミラー、サブ波長レゾネーター、光電池、ナノアンテナ、センサー、回路エレメント、フォトン結晶、スイッチ、および発光ダイオードが挙げられる。（例えば、添加剤−含有流体または溶液の制御された分注によって）それらの添加剤を制御可能に配置することは、パターン化された粒子アレイを可能とする。
【０１７８】
埋め込まれた金属粒子の区別される沈積物を、焼結／加熱の使用を介して融合させることもできる。これは、イオンをバルク金属として埋め込まれた粒子上に選択的に沈積させ、それらを成長させ、一緒に融合するレドックス反応によって達成することもできる。
【０１７９】
実施例：冷陰極デバイス
前記した、および関連出願に記載したプロセスを用いて、冷陰極または電子源を生産することができる。これを達成する１つの注目すべき方法は、導電性であるか、あるいは有機分子または他の添加剤のような添加剤の使用を介して導電性とされたの、いずれかであるポリマー基材上にナノピラミッドを埋め込むことであろう。
【０１８０】
（ピラミッドの露出された先端に由来することが疑われる）ナノピラミッドからの陰極放出は、本出願、他の引用された出願、および他のものに記載された技術およびプロセスおよび方法を用い、ランダムな方法で、またはパターン化された形成（例えば、アレイの形成）にてナノピラミッドを沈積させることによって達成することができる。ナノピラミッドは特に選択される。なぜならば、それらの形状は、基材への埋め込みに際して「鋭い」コーナーの露出に好都合だからである。ナノチューブ、ナノスター（スターバースト−形状の粒子）、スパイクされた粒子などのような「鋭い」コーナーの露出にやはり導く他の形状は、その全てが特許請求される発明において適用可能である。
【０１８１】
実施例：流体適用方法
現行のマイクロおよびナノエレクトロニクスデバイスの製造および処理方法は、しばしば、真空チャンバー中の溶液−ベースの噴霧沈積を用いて、更なる化学的、機械的、電子的、または光学的機能を基材に付与するコーティング、材料、流体、および／または粒子を適用する。本明細書中に開示された本発明は、霧化された流体液滴のサイズおよび分布のような特徴を制御し、または修飾するためのナノエレクトロニクスデバイスの製造および処理のための、現存の噴霧沈積技術に対する代わりのまたは補充的な単一−工程かつ低コストのプロセスを提示する。
【０１８２】
非限定的実施例１：表面プラズモンは光学励起下での金属の表面の自由電子の励起であり；多くの半導体および有機半導体系は、今や、プラズモンの受動的および能動的材料を取り込む。本明細書中に記載された埋め込みプロセス（またはここに参照によりその全体が組み込まれる関連出願に記載されたポリマー−柔軟化プロセス）を用い、粒子、分子等（例えば、ナノワイヤおよびナノピラミッド）の埋め込みは、受動的光学ナノアンテナを生起させ、これは入射放射線、フォトン、および／または光のＯＰＶへの吸収を改変または修飾できるだろう。
【０１８３】
非限定的実施例２：本発明において開示された方法は、ＴｉＯ２粒子の中間層をＯＰＶ内に、および／またはその上に埋め込むことができる。そのような粒子および層は、再結合の喪失を低下させる能力を有し、デバイスの効率を１６０％程度だけ、劇的に増大させる。ＴｉＯ２光学ブロッキング層は、例えば、有機色素−増感太陽電池において有益であろう。
【０１８４】
非限定的実施例３：本発明において開示された方法はルミネセント・ソーラー・コンセントレーター（ＬＳＣ）に適用することができる。いくつかの実施態様において、（ここに参照により組み込まれる関連する出願において記載された）ポリマー柔軟化溶液は、粒子をＬＳＣ中のポリマーの表面に埋め込むことができるように、ポリマー基材表面を一時的に修飾することができる。これらの粒子は、限定されるものではないが、散乱体、光学コレクター、ナノアンテナ、ナノチューブ、突合せカップラー、レンズ、焦点調節エレメント、屈折エレメント、ミラー、あるいは入射太陽放射の吸収を容易とし、およびこれらをＬＳＣの内部における導波モードにカップリングさせる他の構造であってよい。ポリマー表面への粒状包有物の埋め込みを介するポリマーのそのような溶液−ベースの処理は、デバイス性能を改善するような方法で、材料の表面インピーダンス、表面導電率、屈折率、光学消光および／または光学的透明性を変化させることができる。
【０１８５】
非限定的実施例４：本発明のもう１つの態様は、静電的に荷電されたポリマーフィルムをカーボンナノチューブに暴露するための方法を具体化することができる。ナノチューブは静電相互作用を介してポリマーフィルムに付着され、そこに埋め込まれて、ポリマー基材上に支持されたナノチューブのランダムな、または規定された配置を供する。引き続いて、導電性材料から作製された接触またはいくつかの接触を、ナノチューブのいくつかが導電性接触との物理的接触に入るように、ポリマーフィルム上に沈積させることができる。
【０１８６】
２つの異なる接触を連結するナノチューブは光導電に参加することができる。と言うのは、光生成電子−ホール対はナノチューブから自由に逃げ出し、再結合し、ナノチューブの２つの接触を連結する回路の残りを通じて流れることができる光電流を生じさせるからである。もし１つの接触が、ナノチューブのそれよりも低い（高い）仕事関数を持つ材料から構成されるならば、電子（ホール）のためのショットキーバリヤーが作り出される。接合材料内部のナノチューブは、埋め込みに先立って絶縁されて、電子ホール再結合を妨げることができる。別法として、ナノチューブをプラズモン材料でコーティングして、ナノ構造の光学的特性および有効性を調節することができる。
【０１８７】
多数の壁を持つカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）は、オプトエレクトロニックデバイスの性能を高める能力を有する、光学ナノアンテナとして作用することが示されている。ＭＷＣＮＴは、プラズマ−増強化学的気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって低コストかつ大規模に製造することができる。ナノアンテナのバンド幅を調節して、全太陽スペクトルをスパンするか、または狭くして、狭い範囲の周波数のみを受け取り、または発することができる。
【０１８８】
非限定的実施例５：水銀および／または硝酸銀の、ＰＶセル用の半導体材料への埋め込みまたは移植は、太陽電池に後に放出された入射エネルギーの吸収を高め、それにより、より長い間の電気発生を増加させると報告されている。加えて、光伝達粒子を、単一−接合またはマルチ接合ＰＶセルの半導性層に分散させ、埋め込み、移植させ、または取り込んで、デバイス内の光の導波を容易とすることができる。
【０１８９】
多くの他の化合物、分子、および／または粒子と共にこれらの化合物を沈積させ、引き続いて、本発明において概説された方法を用いて半導性層に埋め込むことができる。光伝達粒子材料は、限定されるものではないが、光に対して透明な、光学カルサイト、バレル磨きされた透明石英、着色石英、透明ハーキマーダイヤモンド、ダイヤモンド、ダンブリ石、カルサイト、ドロマイト、スコレス沸石、クンツァイト、クリスタライト、ガラス、金属、および人工結晶材料であってもよい。光伝達粒子は、別法として、半導体接合において光学エネルギーを小さな空間領域に集め、または濃縮することができるナノコンセントレーターエレメントとして用いることができる。
【０１９０】
非限定的実施例６：フレキシブルなプラスチックまたは金属ホイルのロール上で製造されたエレクトロニクスデバイスのロール間加工は、大きな面積の半導体デバイスの高度に拡張可能な生産を可能とした。基材は、標準フォトリソグラフィー技術を介して引き続いてパターン化されるポリマーフォトレジストを含むことができる。そのような方法は、伝統的な半導体デバイス製造方法と比較して、劇的なコスト削減を達成することができる。本発明に関与するそのような解決は、その製造工程がポリマーフォトレジスト、ルミネセント・ソーラー・コンセントレーター等が関連する中間工程を有する、ＯＬＥＤ、有機薄膜、ＯＰＶセル、無機ＰＶセルの製造において適用を有する。本明細書中に概説したプロセスは現存の技術、例えば、ローラー間加工を介するポリマー基材上へのナノ粒子インクの沈積に適合する。
【０１９１】
実施例：ポリマードーパント
本発明はドーパントで絶縁性、半導性、および金属プソリマー（ｐｓｏｌｙｍｅｒ）を機能性化するための代替プロセスも表わす。これらのドーパントは、電荷キャリアーの移動性またはポリマーの導電性を誘導し、または高めるために少なくとも１つの電子アクセプター（または受取基）を含むことができる。また、ドーパントは少なくとも１つの電子ドナー（または供与基）も含むことができる。ドーパントはいずれのポリマー、有機金属化合物、錯体イオン、金属、導電体、結晶、誘電体、半導体、またはその組合せを含んでもよい。ドーパントの成分は混合物、溶液、分散液、またはブレンドを形成してもよい。酸化剤はｐ−ドーピングを誘導し、他方、還元剤は化学的または電気化学的手段のいずれかによってポリマーのｎ−ドーピングを誘導し、移動性電荷キャリアーを生じる。
【０１９２】
そのような技術は半導体、導電体、光伝導体、光学デバイス、エレクトロニクスデバイス、電界効果トランジスター、集積回路、薄膜トランジスター、平坦パネルディスプレイ、ラジオ周波数同定タグ、有機発光ダイオード、エレクトロルミネセント成分、液晶ディスプレイ、光起電デバイス、センサー、アクチュエーター、電極、バッテリー、電子写真デバイス、帯電防止フィルムまたはそのいずれかの組合せを包含するデバイスで用いることができる。
【０１９３】
ポリアニリン、ポリチオフェンまたはポリピロールのような導電性ポリマーはグラビア、フレキソ、およびインク−ジェット印刷技術においてインクとして用いることができる。更なるドーパント材料を導電性ポリマーに配合して、それらの導電性を調節することができる。ポリマー基材上でポリアニリンおよびポリチオフェンパターンを使用する高速ロール間プロセスは、産業において、種々の回路構成要素、色素増感太陽電池および有機太陽電池の実現を可能とすることが示されてきた。
【０１９４】
実施例：エレクトロニクスインクおよび透明導電性電極
酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は、例えば、抗反射コーティングおよび半導体デバイスにおける透明電極用の通常の用いられる高性能材料である。インジウムの現在の世界的不足は、魅力的な代替法である、カーボン・ナノチューブ・ポリマー薄膜またはナノコンポジットのような、技術と競合してきた。本発明は、カーボンナノチューブおよびナノファイバーのようなミクロおよびナノ粒子を、透明電極、エレクトロニクス・インク・デバイス、およびポリマードーピングとして用いられるポリマー基材の表面に埋め込むために、単一−工程製造技術として用いることができる。
【０１９５】
多くのフレキシブルなエレクトロニクスおよび／または光学デバイスの製造においては、電気的に活性なまたは光活性層が、しばしば、フレキシブルなプラスチック基材の頂部に蒸着される。本発明は、層の全厚みを減少させ、および蒸着層および基材界面の間の化学的および物理的適合性を改良するための方法として、蒸着すべき添加剤のいくつかを下の基材の表層に埋め込む方法を提示する。
【０１９６】
実施例：光および光学検知
量子ドットは固体状態照明、光起電、バイオ検知、ならびにそれらの異常な光安定性、明るさ、広い励起、狭い発光、長いフルオレセンス寿命および多重化能力によるナノエレクトロニクス適応において益々用いられている。多くの量子ドットは、１００％に近付く収率を保有し、それを、有機フルオロフォアよりも数千倍明るくかつ感受性とする。量子ドットまたは他のナノ構造散乱体はポリマー基材の表面に埋め込まれて、ポリマー基材を通って移動する電磁放射線の周波数または振幅を修飾することができる。例えば、ＬＥＤのプラスチックケイシングには、入射放射線の周波数を改変して、ＬＥＤの色彩を変化するのに有用なシフトされた周波数範囲で発光させることができるＣｄＳｅ量子ドット（ほぼ１．５ｎｍ直径）を埋め込むことができる。全誘電性スラブを、表面埋め込みナノ構造散乱体を含有するように同様に修飾して、入射ＵＶ放射を変化させて、可視光線を発光することができる。
【０１９７】
半導性ナノ結晶エミッターおよび／またはシンチレーターはホスフォルのような他のエミッターの代わりに、電磁放射線の源として開示された本発明を用いてポリマー基材に埋め込むことができる。半導性ナノ結晶エミッターは、特徴的に狭いバンド発光を有する。このバンドは、ナノ結晶のサイズ、周囲の媒体、幾何学およびフィルム中の他の共鳴エレメントとの配置を改変することによって当該スペクトルを横切って機能的に調節することもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用フォームの少なくとも一部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および
作業組成物に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させるように、処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形することを含む、製品を生産する方法。
【請求項２】
粒子の前記集団が、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ、またはそのいずれかの組合せによって前記流体中に配置される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記流体がガス、液体、超臨界流体、またはその組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記流体が溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体、油、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記流体が、更に、塩、界面活性剤、安定化剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記粒子が前記流体に懸濁している、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記流体が水、水性溶液、有機溶媒、無機溶媒、イオン性溶液、塩を含む溶液、超臨界流体、油等を含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記有機溶媒が非極性溶媒、極性非プロトン性溶媒、極性プロトン性溶媒またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記流体が２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、無水酢酸、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドラフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記無機溶媒がアンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記イオン性溶液が塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウムおよび炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウムを含み、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを包含する他のメチルイミダゾリウム溶液は適当であると考えられる、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１―トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ、Ｎ、Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記流体が揮発性成分を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記流体の少なくとも一部が成形前に除去される、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記流体が成形前に除去されない、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記流体が加熱、フラッシュ加熱、蒸留、蒸発、吸入、真空、またはそのいずれかの組合せを介して除去される、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記流体が粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害できる少なくとも１つの剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
粒子の前記集団が前記流体に本質的に分散可能である、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
粒子の前記集団が前記流体内に実質的に均一に分散することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記流体中の２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２２】
前記流体が粒子の前記集団に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記流体が前記成形用フォームに対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
流体を適用することが、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、注入、圧延、カーテニング（ｃｕｒｔａｉｎｉｎｇ）、ワイピング、印刷、ピペッティング、インクジェット印刷、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２５】
前記流体が前記基材に対して静止している、請求項１記載の方法。
【請求項２６】
前記成形用フォームおよび流体の少なくとも１つが他方に対して移動する、請求項１記載の方法。
【請求項２７】
前記流体が界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤と組合せられる、請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤が寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ，ＳＢＳ，Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、レシチン、アルジニン、グアーガム、ローカスト・ビーン・ガム、他のガム、ポリエチレングリコール、他のグリコール、炭酸カルシウム、ポリアクリル酸、アルキルポリ（エチレンオキサイド）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）およびポリ（プロピレンオキサイド）のコポリマー、オレイン酸、ＰＶＰ、塩化カルシウム、シリカ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、コカミド、ドデシルジメチルアミンオキサイド、ポリソルベート、他の界面活性剤、非イオン性界面活性剤、脂肪アルコール、ポリグルコシド、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３０】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
粒子の前記集団が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
粒子の前記集団が約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
粒子の前記集団が約５００ｎｍ〜約１ミクロンの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３４】
前記粒子が約１ｕｍ〜約２０ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３５】
前記粒子が約２０ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３６】
実質的に全ての前記粒子が約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３７】
粒子の前記集団が、異なるサイズであるか、異なる材料を含むか、または双方である２以上の粒子を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３８】
１以上の粒子が球形、円筒形、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶またはそのいずれかの組合せであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３９】
前記粒子の１以上が機能性剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４０】
機能性剤が抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸収剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸着剤、電磁放射線の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩もしくは化粧的効果、放射線不透過性剤、放射能剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
１以上の粒子が銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、銅ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキサイド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、イオン交換粒子、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、ナノ粒子、ミクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銀、銅または亜鉛、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４２】
１以上の粒子が導電性材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４３】
前記導電性材料がカーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤー、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】
１以上の粒子がＣ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ，ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＣＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４５】
前記粒子の１以上が、ポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ロサニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビススルファイト、ハロゲン化銀、オキサジン、ナフトピラン、ニトロスピロプラン、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロ−オキサジン、キニン、ヘキサアリールビイミダゾール、またはそのいずれかの組合せを包含する、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、応力クロミック、ラジオクロミック、サーモクロミック、およびマルチクロミック剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４６】
前記粒子の１以上がＧｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４７】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％を超える程度まで埋め込まれているが、前記製品の表面近くに局在化されている、請求項１記載の方法。
【請求項４８】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項４９】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約８０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５０】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約５０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５１】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５２】
前記粒子が、平均して約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、前記基材の表面から外に延びている、請求項１記載の方法。
【請求項５３】
前記作業組成物の少なくとも１つの表面エリアの実質的に全てが粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５４】
前記作業組成物の表面エリアの７５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５５】
前記作業組成物の表面エリアの５０％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５６】
前記作業組成物の表面エリアの２５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５７】
前記作業組成物の表面エリアの１０％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５８】
前記作業組成物の表面エリアの５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５９】
隣接する粒子が相互に接触している、請求項１記載の方法。
【請求項６０】
隣接する粒子が、平均して約０．１ｎｍ〜約１００ミクロン、相互から分離されている、請求項１記載の方法。
【請求項６１】
前記作業組成物に埋め込まれた２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６２】
前記作業組成物に埋め込まれた粒子の前記集団が単分散として特徴付けられる、請求項１記載の方法。
【請求項６３】
前記作業組成物内に埋め込まれた前記粒子が、前記作業組成物の表面エリアにわたって実質的に均一に分布される、請求項１記載の方法。
【請求項６４】
前記作業組成物が前記１以上の粒子よりも硬い、請求項１記載の方法。
【請求項６５】
１以上の粒子が前記作業組成物よりも硬い、請求項１記載の方法。
【請求項６６】
前記作業組成物が平坦、円筒形、多面体、球形、溝形、曲面、アーチ型、凹み（ｐｉｔｔｅｄ）、中空、またはそのいずれかの組合せである、請求項１記載の方法。
【請求項６７】
前記作業組成物が精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、ラベラー、タガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、導電性構成要素、半導性構成要素、構造、触媒、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸着剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸収剤、化学物質もしくは生体分子のためのバインダー、光学構成要素、絶縁性構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、応力クロミック、または他のマルチクロミック構成要素、あるいはそのいずれかの組合せとして用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項６８】
前記粒子の少なくとも一部を、ファン・デル・ワールス力で成形用フォームに対して付着させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６９】
さらに、前記粒子の少なくとも一部を、勾配を適用することによって成形用フォームに対して付着させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７０】
前記勾配が１以上の粒子を動かす、請求項６９記載の方法。
【請求項７１】
適用される前記勾配が電場、磁場、風勾配、ポテンシャル勾配、化学的勾配、気流、流体流、圧力勾配、またはそのいずれかの組合せである、請求項６９記載の方法。
【請求項７２】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、電荷を前記粒子に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７３】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、電荷を型に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７４】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、型を電気的に接地すること、および電荷を前記粒子に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７５】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、前記粒子が磁気的に引きつけられる磁性粒子および適当な成形用フォーム材料を選択することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７６】
成形することがコンパクション＋焼結、射出成形、反応射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、ラム成形、押出成形、回転成形、熱形成、真空形成、ラミネーション、発泡性ビーズ成形、フォーム成形、ロト成形、真空プラグ支援成形、圧力プラグ支援成形、マッチド成形、スタンピング、プレス成形、押出、ブロー成形、圧延、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７７】
前記作業組成物がポリマーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７８】
前記ポリマーがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニル、フルオロポリマー、ポリカルボネート、ポリ乳酸、ニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、プラスチゾル、オルガノゾル、プラスターチ材料、ポリアセタール、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアリールスルホン、ポリブチレン、ポリカルボネート、ポリケトン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン、ポリスチレン、スチレン無水マレイン酸、炭酸ポリリルジグリコールモノマー、ビスマレイミド、ポリアリルフタレート、ＴＰＵ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、コポリエステル、アクリル、ＰＥＴＧ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、フッ素化ポリマー、エポキシ、メラミン、シリコーン、尿素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７７記載の方法。
【請求項７９】
前記作業組成物が、木材、ガラス、モノマー、ポリマー、金属、合金、ミネラル、セラミック、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８０】
前記作業組成物が生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは竹、生体由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットのような他の生物学的材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項８１】
前記成形用フォームがローラーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８２】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、前記ローラーをポリマー組成物と接触させることを含む、請求項８１記載の方法。
【請求項８３】
前記粒子が前記成形用フォームの表面にわたって実質的に均一に適用される、請求項１記載の方法。
【請求項８４】
前記埋め込まれた粒子が、前記作業組成物内に配置された１以上の構造を、前記作業組成物に対して外部である環境と電子的に連絡させる、請求項１記載の方法。
【請求項８５】
請求項１に従って生産された製品。
【請求項８６】
膜を含む、請求項８５記載の製品。
【請求項８７】
約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用すること；および
前記粒子の少なくとも１つが乾燥されたコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれた、コーティングされた製品を生起させるように、前記湿潤コーティング材料を乾燥することを含む、コーティング材料を改変する方法。
【請求項８８】
前記湿潤コーティング材料がポリマーを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項８９】
前記粒子の少なくともいくらかが適用の間に流体に懸濁される、請求項８７記載の方法。
【請求項９０】
前記流体が前記湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である、請求項８７記載の方法。
【請求項９１】
前記流体が前記湿潤コーティング材料に対して不活性ではなく、それを柔軟化させ、それにより、粒子が表面に埋め込まれる、請求項８７記載の方法。
【請求項９２】
前記流体中の前記粒子の速度が、前記湿潤コーティング材料に適用された場合に、前記湿潤コーティングにインパクトし、それにより、粒子が表面に埋め込まれる、請求項８７記載の方法。
【請求項９３】
前記粒子が前記湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である、請求項８７記載の方法。
【請求項９４】
粒子の１以上が、Ｇｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、およびいずれかの金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｄ等）、いずれかの有機顔料、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチルタイプの化合物、ニッケル化合物、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９５】
前記湿潤コーティング材料が架橋性コーティングを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９６】
前記湿潤コーティングが乾燥可能なコーティングを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９７】
前記湿潤コーティング材料が流体または半固体を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９８】
前記ポリマーが１以上の架橋を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９９】
粒子の前記集団が混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ、またはそのいずれかの組合せによって流体中に配置される、請求項８７記載の方法。
【請求項１００】
前記流体がガス、液体、超臨界流体、またはその組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０１】
前記流体が溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０２】
前記流体が、更に、塩、界面活性剤、安定化剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０３】
前記流体が前記粒子を懸濁させる、請求項８７記載の方法。
【請求項１０４】
前記流体が水、水性溶液、有機溶媒、無機溶媒、イオン性溶液、塩を含む溶液、超臨界流体、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０５】
前記有機溶媒が非極性溶媒、極性非プロトン性溶媒、極性プロトン性溶媒、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０６】
前記流体が２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、無水酢酸、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０７】
前記無機溶媒がアンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０８】
前記イオン性溶液が塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウム、および炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウム、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０９】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウムを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１０】
前記流体がイミド、アミド、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１１】
前記イミドまたはアミドがビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１１０記載の方法。
【請求項１１２】
前記流体が揮発性成分を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１３】
前記流体の少なくとも一部が、前記コーティング材料が乾燥される前に除去される、請求項８７記載の方法。
【請求項１１４】
前記流体が加熱、フラッシュ加熱、蒸留、蒸発、吸引、真空、またはそのいずれかの組合せによって除去される、請求項１１３記載の方法。
【請求項１１５】
前記流体が粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害することができる少なくとも１つの剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１６】
粒子の前記集団が前記流体に本質的に分散可能である、請求項８７記載の方法。
【請求項１１７】
粒子の前記集団が前記流体内に実質的に均一に分散していることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１１８】
前記流体中の２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１１９】
前記流体が粒子の前記集団に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２０】
前記流体が前記コーティング材料に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２１】
前記流体が前記コーティグ材料に対する溶媒であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２２】
流体を適用することが、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、注入、圧延、カーテニング、ワイピング、印刷、ピペッティング、インクジェット印刷、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２３】
前記流体が前記基材に対して静止している、請求項８７記載の方法。
【請求項１２４】
前記成形用フォームおよび流体の少なくとも１つが他方に対して移動する、請求項８７記載の方法。
【請求項１２５】
前記流体が寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム塩、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ、ＳＢＳ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、シリカ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２６】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２７】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２６記載の方法。
【請求項１２８】
粒子の前記集団が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２７記載の方法。
【請求項１２９】
粒子の前記集団が約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２８記載の方法。
【請求項１３０】
粒子の前記集団が約５００ｎｍ〜約１ミクロンの範囲の平均断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３１】
前記粒子が約１ｕｍ〜約２０ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３２】
前記粒子が約２０ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３３】
実質的に全ての前記粒子が約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する、請求項８７記載の方法。
【請求項１３４】
粒子の前記集団が、異なるサイズであるか、異なる材料を含むか、または双方である２以上の粒子を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３５】
１以上の粒子が球形、円筒形、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶、またはそのいずれかの組合せであることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１３６】
前記粒子の１以上が機能性剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３７】
機能性剤が抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸収剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸着剤、電磁放射線の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩もしくは化粧効果、放射線不透過剤、放射性剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１３６記載の方法。
【請求項１３８】
１以上の粒子が銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、銅ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキサイド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、銀、イオン交換粒子、ナノ粒子、ミクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銅もしくは亜鉛、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３９】
１以上の粒子が、カーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤ、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはそのいずれかの組合せのようないずれかの導電性材料を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４０】
１以上の粒子が、Ｃ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＣＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造、またはそのいずれかの組合せのような、いずれかの有機、無機、もしくはハイブリッド半導体を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４１】
前記粒子の１以上がポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ロサニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェリル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビスルファイト、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４２】
前記粒子の１以上がＧｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４３】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４４】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約８０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４５】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約５０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４６】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４７】
前記粒子が、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ基材の表面から外に延びている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４８】
前記コーティング材料の表面エリアの少なくとも一部の実質的に全てに粒子が埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４９】
前記コーティング材料の表面エリアの７５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１４８記載の方法。
【請求項１５０】
前記コーティング材料の表面エリアの５０％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１４９記載の方法。
【請求項１５１】
前記コーティング材料の表面エリアの２５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５０記載の方法。
【請求項１５２】
前記コーティング材料の表面エリアの１０％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５１記載の方法。
【請求項１５３】
前記コーティング材料の表面エリアの５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５２記載の方法。
【請求項１５４】
隣接する粒子が、平均して、約１ｎｍ〜約５ミクロン、相互から分離されている、請求項８７記載の方法。
【請求項１５５】
前記湿潤コーティング材料に埋め込まれた２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１５６】
前記コーティング材料に埋め込まれた粒子の前記集団が単分散として特徴付けられる、請求項８７記載の方法。
【請求項１５７】
前記コーティング材料内に埋め込まれた粒子が、前記コーティング材料の表面エリアにわたって実質的に均一に分布される、請求項８７記載の方法。
【請求項１５８】
前記湿潤コーティング材料は前記粒子の１以上よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１５９】
前記乾燥したコーティング材料が前記粒子の１以上よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６０】
１以上の粒子が前記乾燥したコーティング材料よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６１】
１以上の粒子が前記乾燥したコーティング材料よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６２】
コーティング材料がその上に配置される前記製品が平坦、円筒形、多面体、球形、溝形、曲面、アーチ型、凹み、中空、またはそのいずれかの組合せである、請求項８７記載の方法。
【請求項１６３】
前記コーティングされた製品が精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、ラベラー、タガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、導電性構成要素、半導性構成要素、構造、触媒、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸着剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸収剤、化学物質もしくは生体分子のためのバインダー、光学構成要素、絶縁性構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、応力クロミック、もしくは他のマルチクロミック構成要素、またはそのいずれかの組合せとして用いられる、請求項８７記載の方法。
【請求項１６４】
前記粒子の少なくとも一部を、ファン・デル・ワールス力で前記コーティング材料に付着させることを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６５】
さらに、勾配を適用することによって粒子が前記コーティング材料に埋め込まれる程度を増加または減少させることを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６６】
前記勾配が１以上の粒子を動かす、請求項１６５記載の方法。
【請求項１６７】
適用される前記勾配が電場、磁場、風勾配、ポテンシャル勾配、気流、流体流動、圧力勾配、またはそのいずれかの組合せである、請求項１６６記載の方法。
【請求項１６８】
前記コーティング材料がポリマーを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６９】
前記ポリマーがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニル、フルオロポリマー、ポリカルボネート、ポリ乳酸、ニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、プラスチゾル、オルガノゾル、プラスターチ材料、ポリアセタール、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアリールスルホン、ポリブチレン、ポリカルボネート、ポリケトン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン、ポリスチレン、スチレン無水マレイン酸、炭酸ポリリルジグリコールモノマー、ビスマレイミド、ポリアリルフタレート、ＴＰＵ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、コポリエステル、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、フッ素化ポリマー、エポキシ、メラミン、シリコーン、尿素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１６８記載の方法。
【請求項１７０】
前記コーティング材料が木材、ガラス、モノマー、ポリマー、金属、合金、ミネラル、セラミック、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７１】
前記コーティング材料が生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは、竹、生体由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットのような他の生物学的材料を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７２】
前記流体が、ローラーを用いて前記湿潤コーティング材料に適用される、請求項８７記載の方法。
【請求項１７３】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、前記ローラーを前記コーティング材料に接触させることを含む、請求項１７２記載の方法。
【請求項１７４】
前記埋め込まれた粒子が、前記作業組成物内に配置される１以上の構造を、前記作業組成物に対して外部である環境と電子的に連絡させる、請求項８７記載の方法。
【請求項１７５】
前記製品が膜を含む、請求項８７記載の製品。
【請求項１７６】
前記湿潤コーティング材料が、引き続いて重合される２以上のモノマーからなる、請求項８７記載の方法。
【請求項１７７】
前記流体が重合開始剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７８】
１以上の粒子が重合開始剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７９】
前記流体が架橋剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１８０】
請求項８７に従って生産されたコーティングされた製品。
【請求項１】
成形用フォームの少なくとも一部に、約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を適用すること；および
作業組成物に少なくとも部分的にまたはしっかりと埋め込まれた少なくとも１つの粒子を生起させるように、処理された成形用フォームを用いて作業組成物を成形することを含む、製品を生産する方法。
【請求項２】
粒子の前記集団が、混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ、またはそのいずれかの組合せによって前記流体中に配置される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記流体がガス、液体、超臨界流体、またはその組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記流体が溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体、油、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記流体が、更に、塩、界面活性剤、安定化剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記粒子が前記流体に懸濁している、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記流体が水、水性溶液、有機溶媒、無機溶媒、イオン性溶液、塩を含む溶液、超臨界流体、油等を含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記有機溶媒が非極性溶媒、極性非プロトン性溶媒、極性プロトン性溶媒またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記流体が２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、無水酢酸、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドラフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記無機溶媒がアンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記イオン性溶液が塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウムおよび炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウムを含み、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを包含する他のメチルイミダゾリウム溶液は適当であると考えられる、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１―トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ、Ｎ、Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記流体が揮発性成分を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記流体の少なくとも一部が成形前に除去される、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記流体が成形前に除去されない、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記流体が加熱、フラッシュ加熱、蒸留、蒸発、吸入、真空、またはそのいずれかの組合せを介して除去される、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記流体が粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害できる少なくとも１つの剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
粒子の前記集団が前記流体に本質的に分散可能である、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
粒子の前記集団が前記流体内に実質的に均一に分散することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記流体中の２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２２】
前記流体が粒子の前記集団に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記流体が前記成形用フォームに対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
流体を適用することが、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、注入、圧延、カーテニング（ｃｕｒｔａｉｎｉｎｇ）、ワイピング、印刷、ピペッティング、インクジェット印刷、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２５】
前記流体が前記基材に対して静止している、請求項１記載の方法。
【請求項２６】
前記成形用フォームおよび流体の少なくとも１つが他方に対して移動する、請求項１記載の方法。
【請求項２７】
前記流体が界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤と組合せられる、請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記界面活性剤、分散剤、湿潤剤、または増粘剤が寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ，ＳＢＳ，Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、レシチン、アルジニン、グアーガム、ローカスト・ビーン・ガム、他のガム、ポリエチレングリコール、他のグリコール、炭酸カルシウム、ポリアクリル酸、アルキルポリ（エチレンオキサイド）、アルキルフェノールポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンオキサイド）およびポリ（プロピレンオキサイド）のコポリマー、オレイン酸、ＰＶＰ、塩化カルシウム、シリカ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、コカミド、ドデシルジメチルアミンオキサイド、ポリソルベート、他の界面活性剤、非イオン性界面活性剤、脂肪アルコール、ポリグルコシド、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３０】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
粒子の前記集団が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
粒子の前記集団が約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
粒子の前記集団が約５００ｎｍ〜約１ミクロンの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３４】
前記粒子が約１ｕｍ〜約２０ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３５】
前記粒子が約２０ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３６】
実質的に全ての前記粒子が約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３７】
粒子の前記集団が、異なるサイズであるか、異なる材料を含むか、または双方である２以上の粒子を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３８】
１以上の粒子が球形、円筒形、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶またはそのいずれかの組合せであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３９】
前記粒子の１以上が機能性剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４０】
機能性剤が抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸収剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸着剤、電磁放射線の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩もしくは化粧的効果、放射線不透過性剤、放射能剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
１以上の粒子が銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、銅ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキサイド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、イオン交換粒子、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、ナノ粒子、ミクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銀、銅または亜鉛、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４２】
１以上の粒子が導電性材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４３】
前記導電性材料がカーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤー、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】
１以上の粒子がＣ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ，ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＣＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４５】
前記粒子の１以上が、ポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ロサニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビススルファイト、ハロゲン化銀、オキサジン、ナフトピラン、ニトロスピロプラン、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロ−オキサジン、キニン、ヘキサアリールビイミダゾール、またはそのいずれかの組合せを包含する、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、応力クロミック、ラジオクロミック、サーモクロミック、およびマルチクロミック剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４６】
前記粒子の１以上がＧｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４７】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％を超える程度まで埋め込まれているが、前記製品の表面近くに局在化されている、請求項１記載の方法。
【請求項４８】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項４９】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約８０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５０】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約５０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５１】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込まれている、請求項１記載の方法。
【請求項５２】
前記粒子が、平均して約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ、前記基材の表面から外に延びている、請求項１記載の方法。
【請求項５３】
前記作業組成物の少なくとも１つの表面エリアの実質的に全てが粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５４】
前記作業組成物の表面エリアの７５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５５】
前記作業組成物の表面エリアの５０％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５６】
前記作業組成物の表面エリアの２５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５７】
前記作業組成物の表面エリアの１０％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５８】
前記作業組成物の表面エリアの５％未満が粒子によって占められている、請求項１記載の方法。
【請求項５９】
隣接する粒子が相互に接触している、請求項１記載の方法。
【請求項６０】
隣接する粒子が、平均して約０．１ｎｍ〜約１００ミクロン、相互から分離されている、請求項１記載の方法。
【請求項６１】
前記作業組成物に埋め込まれた２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６２】
前記作業組成物に埋め込まれた粒子の前記集団が単分散として特徴付けられる、請求項１記載の方法。
【請求項６３】
前記作業組成物内に埋め込まれた前記粒子が、前記作業組成物の表面エリアにわたって実質的に均一に分布される、請求項１記載の方法。
【請求項６４】
前記作業組成物が前記１以上の粒子よりも硬い、請求項１記載の方法。
【請求項６５】
１以上の粒子が前記作業組成物よりも硬い、請求項１記載の方法。
【請求項６６】
前記作業組成物が平坦、円筒形、多面体、球形、溝形、曲面、アーチ型、凹み（ｐｉｔｔｅｄ）、中空、またはそのいずれかの組合せである、請求項１記載の方法。
【請求項６７】
前記作業組成物が精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、ラベラー、タガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、導電性構成要素、半導性構成要素、構造、触媒、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸着剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸収剤、化学物質もしくは生体分子のためのバインダー、光学構成要素、絶縁性構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、応力クロミック、または他のマルチクロミック構成要素、あるいはそのいずれかの組合せとして用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項６８】
前記粒子の少なくとも一部を、ファン・デル・ワールス力で成形用フォームに対して付着させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６９】
さらに、前記粒子の少なくとも一部を、勾配を適用することによって成形用フォームに対して付着させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７０】
前記勾配が１以上の粒子を動かす、請求項６９記載の方法。
【請求項７１】
適用される前記勾配が電場、磁場、風勾配、ポテンシャル勾配、化学的勾配、気流、流体流、圧力勾配、またはそのいずれかの組合せである、請求項６９記載の方法。
【請求項７２】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、電荷を前記粒子に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７３】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、電荷を型に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７４】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、型を電気的に接地すること、および電荷を前記粒子に印加することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７５】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記成形用フォームに付着されるように、前記粒子が磁気的に引きつけられる磁性粒子および適当な成形用フォーム材料を選択することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７６】
成形することがコンパクション＋焼結、射出成形、反応射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、ラム成形、押出成形、回転成形、熱形成、真空形成、ラミネーション、発泡性ビーズ成形、フォーム成形、ロト成形、真空プラグ支援成形、圧力プラグ支援成形、マッチド成形、スタンピング、プレス成形、押出、ブロー成形、圧延、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７７】
前記作業組成物がポリマーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７８】
前記ポリマーがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニル、フルオロポリマー、ポリカルボネート、ポリ乳酸、ニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、プラスチゾル、オルガノゾル、プラスターチ材料、ポリアセタール、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアリールスルホン、ポリブチレン、ポリカルボネート、ポリケトン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン、ポリスチレン、スチレン無水マレイン酸、炭酸ポリリルジグリコールモノマー、ビスマレイミド、ポリアリルフタレート、ＴＰＵ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、コポリエステル、アクリル、ＰＥＴＧ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、フッ素化ポリマー、エポキシ、メラミン、シリコーン、尿素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項７７記載の方法。
【請求項７９】
前記作業組成物が、木材、ガラス、モノマー、ポリマー、金属、合金、ミネラル、セラミック、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８０】
前記作業組成物が生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは竹、生体由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットのような他の生物学的材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項８１】
前記成形用フォームがローラーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８２】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、前記ローラーをポリマー組成物と接触させることを含む、請求項８１記載の方法。
【請求項８３】
前記粒子が前記成形用フォームの表面にわたって実質的に均一に適用される、請求項１記載の方法。
【請求項８４】
前記埋め込まれた粒子が、前記作業組成物内に配置された１以上の構造を、前記作業組成物に対して外部である環境と電子的に連絡させる、請求項１記載の方法。
【請求項８５】
請求項１に従って生産された製品。
【請求項８６】
膜を含む、請求項８５記載の製品。
【請求項８７】
約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の特徴的寸法を有する少なくとも１つの粒子を包含する粒子の集団を含む流体を、基材上に配置された湿潤コーティング材料に適用すること；および
前記粒子の少なくとも１つが乾燥されたコーティングの表面に少なくとも部分的に埋め込まれた、コーティングされた製品を生起させるように、前記湿潤コーティング材料を乾燥することを含む、コーティング材料を改変する方法。
【請求項８８】
前記湿潤コーティング材料がポリマーを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項８９】
前記粒子の少なくともいくらかが適用の間に流体に懸濁される、請求項８７記載の方法。
【請求項９０】
前記流体が前記湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である、請求項８７記載の方法。
【請求項９１】
前記流体が前記湿潤コーティング材料に対して不活性ではなく、それを柔軟化させ、それにより、粒子が表面に埋め込まれる、請求項８７記載の方法。
【請求項９２】
前記流体中の前記粒子の速度が、前記湿潤コーティング材料に適用された場合に、前記湿潤コーティングにインパクトし、それにより、粒子が表面に埋め込まれる、請求項８７記載の方法。
【請求項９３】
前記粒子が前記湿潤コーティング材料に対して実質的に不活性である、請求項８７記載の方法。
【請求項９４】
粒子の１以上が、Ｇｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、およびいずれかの金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｄ等）、いずれかの有機顔料、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチルタイプの化合物、ニッケル化合物、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９５】
前記湿潤コーティング材料が架橋性コーティングを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９６】
前記湿潤コーティングが乾燥可能なコーティングを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９７】
前記湿潤コーティング材料が流体または半固体を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９８】
前記ポリマーが１以上の架橋を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項９９】
粒子の前記集団が混合、音波処理、振盪、振動、流動、攪拌、かき混ぜ、またはそのいずれかの組合せによって流体中に配置される、請求項８７記載の方法。
【請求項１００】
前記流体がガス、液体、超臨界流体、またはその組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０１】
前記流体が溶媒、水性溶液、イオン性溶液、非極性溶媒、有機溶媒、極性溶媒、非プロトン性溶媒、プロトン性溶媒、無機溶媒、イオン性流体、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０２】
前記流体が、更に、塩、界面活性剤、安定化剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０３】
前記流体が前記粒子を懸濁させる、請求項８７記載の方法。
【請求項１０４】
前記流体が水、水性溶液、有機溶媒、無機溶媒、イオン性溶液、塩を含む溶液、超臨界流体、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０５】
前記有機溶媒が非極性溶媒、極性非プロトン性溶媒、極性プロトン性溶媒、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０６】
前記流体が２−メチルテトラヒドロフラン、クロロ−炭化水素、フルオロ−炭化水素、ケトン、パラフィン、アセトアルデヒド、酢酸、無水酢酸、アセトン、アセトニトリル、アルキン、オレフィン、アニリン、ベンゼン、ベンゾニトリル、ベンジルアルコール、ベンジルエーテル、ブタノール、ブタノン、酢酸ブチル、ブチルエーテル、ギ酸ブチル、ブチルアルデヒド、酪酸、ブチロニトリル、二硫化炭素、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロブタン、クロロホルム、シクロ脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロペンチルメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジクロロエタン、ジクロロメタン、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグライム、ジ−イソプロピルアミン、ジメトキシエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアミン、ジメチルブタン、ジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルペンタン、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ドデカフルオロ−１−ヘプタノール、エタノール、酢酸エチル、エチルエーテル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、二塩化エチレン、エチレングリコール、ホルムアミド、ギ酸、グリセリン、ヘプタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリントリアミド、ヘキサン、ヘキサノン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、酢酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール、ギ酸ｉ−ブチル、ｉ−ブチルアミン、ｉ−オクタン、酢酸ｉ−プロピル、ｉ−プロピルエーテル、イソプロパノール、イソプロピルアミン、ケトンペルオキシド、メタノールおよび塩化カルシウム溶液、メタノール、メトキシエタノール、酢酸メチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ギ酸メチル、ｎ−酪酸メチル、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｔ−ブチルエーテル、塩化メチレン、メチレン、メチルヘキサン、メチルペンタン、鉱油、ｍ−キシレン、ｎ−ブタノール、ｎ−デカン、ｎ−ヘキサン、ニトロベンゼン、ニトロエタン、ニトロメタン、ニトロプロパン、２−，Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ｎ−プロパノール、オクタフルオロ−１−ペンタノール、オクタン、ペンタン、ペンタノン、石油エーテル、フェノール、プロパノール、プロピオンアルデヒド、プロピオン酸、プロピオニトリル、酢酸プロピル、プロピルエーテル、ギ酸プロピル、プロピルアミン、ｐ−キシレン、ピリジン、ピロリジン、水酸化ナトリウム、ナトリウム、ｔ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラクロロエタン、テトラフルオロプロパノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロナフタレン、トルエン、トリエチルアミン、トリフルオロ酢酸、トリフルオロエタノール、トリフルオロプロパノール、トリメチルブタン、トリメチルヘキサン、トリメチルペンタン、バレロニトリル、水、キシレン、キシレノール、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１０７】
前記無機溶媒がアンモニア、二酸化硫黄、塩化スルフリル、塩化フッ化スルフリル、塩化ホスホリル、三臭化リン、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、五フッ化臭素、フッ化水素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０８】
前記イオン性溶液が塩化コリン、尿素、マロン酸、フェノール、グリセロール、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム、１−アルキルピリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−アルキルピロリジニウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、アンモニウム、コリン、イミダゾリウム、ホスホニウム、ピラゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、スルホニウム、炭酸メチル１−エチル−１−メチルピペリジニウム、および炭酸メチル４−エチル−４−メチルモルホリニウム、酢酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ヘキサフルオロリン酸１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、およびビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムを含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０９】
前記流体がビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス（１−メチルエチル）−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウムを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１０】
前記流体がイミド、アミド、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１１】
前記イミドまたはアミドがビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドエチルヘプチル−ジ−（１−メチルエチル）アンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム；トリブチルオクチルアンモニウムトリフレート、トリフルオロメタンスルホン酸トリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘキサンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘキシルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルヘプチルアンモニウム；ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルヘプチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリブチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリブチルオクチルアンモニウム、トリフルオロ酢酸１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−ブチルピリジニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−ブチルピリジニウム、ビス（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドブチルトリメチルアンモニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミド１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、テトラフルオロホウ酸１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘキサンアミニウム；１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘキシルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−ヘプタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドヘプチルトリメチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−１−オクタンアミニウム、１，１，１−トリフルオロ−Ｎ−［（トリフルオロメチル）スルホニル］メタンスルホンアミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリメチルオクチルアンモニウム、ビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］イミドトリメチルオクチルアンモニウム、硫酸エチル１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１１０記載の方法。
【請求項１１２】
前記流体が揮発性成分を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１３】
前記流体の少なくとも一部が、前記コーティング材料が乾燥される前に除去される、請求項８７記載の方法。
【請求項１１４】
前記流体が加熱、フラッシュ加熱、蒸留、蒸発、吸引、真空、またはそのいずれかの組合せによって除去される、請求項１１３記載の方法。
【請求項１１５】
前記流体が粒子間凝集を少なくとも部分的に阻害することができる少なくとも１つの剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１１６】
粒子の前記集団が前記流体に本質的に分散可能である、請求項８７記載の方法。
【請求項１１７】
粒子の前記集団が前記流体内に実質的に均一に分散していることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１１８】
前記流体中の２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１１９】
前記流体が粒子の前記集団に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２０】
前記流体が前記コーティング材料に対して実質的に不活性であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２１】
前記流体が前記コーティグ材料に対する溶媒であることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１２２】
流体を適用することが、噴霧、静電噴霧、スピンキャスティング、ディッピング、ペインティング、ドリッピング、ブラッシング、浸漬、流動、暴露、注入、圧延、カーテニング、ワイピング、印刷、ピペッティング、インクジェット印刷、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２３】
前記流体が前記基材に対して静止している、請求項８７記載の方法。
【請求項１２４】
前記成形用フォームおよび流体の少なくとも１つが他方に対して移動する、請求項８７記載の方法。
【請求項１２５】
前記流体が寒天、メチルセルロース、ポリケイ酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム塩、アルジネート、シリカ、ゼオライト、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ＡＯＴ、ＳＤＳ硫酸ブチルナトリウム、ＳＯＳ、ＳＢＳ、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、キサンタンガム、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、シリカ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２６】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１０ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１２７】
粒子の前記集団が約０．１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２６記載の方法。
【請求項１２８】
粒子の前記集団が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２７記載の方法。
【請求項１２９】
粒子の前記集団が約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の平均断面寸法を含む、請求項１２８記載の方法。
【請求項１３０】
粒子の前記集団が約５００ｎｍ〜約１ミクロンの範囲の平均断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３１】
前記粒子が約１ｕｍ〜約２０ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３２】
前記粒子が約２０ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３３】
実質的に全ての前記粒子が約０．１ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の断面寸法を有する、請求項８７記載の方法。
【請求項１３４】
粒子の前記集団が、異なるサイズであるか、異なる材料を含むか、または双方である２以上の粒子を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３５】
１以上の粒子が球形、円筒形、管状、立方体、回転楕円体、ピラミッド、アモルファス、結晶性、正方晶、六方晶、三方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶、またはそのいずれかの組合せであることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１３６】
前記粒子の１以上が機能性剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３７】
機能性剤が抗微生物剤、殺生物剤、絶縁材、導電材、半導体、触媒、蛍光剤、フレーバー剤、触媒剤、生体分子結合剤、化学結合剤、標識、滑沢剤、フレグランス、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸収剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線の吸着剤、電磁放射線の散乱体、難燃剤、カプセル、カプセル材料、色彩もしくは化粧効果、放射線不透過剤、放射性剤、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１３６記載の方法。
【請求項１３８】
１以上の粒子が銀、酸化銀、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、亜鉛ピリチオン、銅ピリチオン、クロルヘキシジン、ヨードフォア、トリクロサン、ナイシン、ラクトフェリン、二酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、ＯＢＰＡ（１０，１０’−オキシビスフェノキサルシン）、アミン−中和ホスフェート、亜鉛−ＯＭＡＤＩＮＥ（亜鉛２−ピリジンチアノール−１−オキサイド）、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ＤＣＯＩＴ、ＣＡＰＴＡＮ、およびＦＯＬＰＥＴ、銅、酸化銅、銀ガラス、銅ガラス、亜鉛ガラス、銀ゼオライト、銅ゼオライト、亜鉛ゼオライト、リン酸銀ナトリウム水素ジルコニウム、銀、イオン交換粒子、ナノ粒子、ミクロ粒子形態のそれらの酸化物を包含する銅もしくは亜鉛、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１３９】
１以上の粒子が、カーボンナノチューブ、金属、ナノワイヤ、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリアリーレン、ポリチオフェン、グラフェン、ペンタセン、ポリ（フェニレンエチニレン）（ＰＰＥ）、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）（Ｐ３ＯＴ）、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）、ポリ（Ｃ−６１−酪酸−メチルエステル）（ＰＣＢＭ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）またはそのいずれかの組合せのようないずれかの導電性材料を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４０】
１以上の粒子が、Ｃ（ダイヤモンド）、Ｃ（グラフェン）、Ｇｅ、Ｓｉ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、Ｂａｓ、ＢＮ、ＢＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ２Ｓ、ＣｕＣｌ、ＣｕＯＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｔＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＳｎＳ、ＳｎＴｅ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＳｂ、ＣＩＳ、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓＮ、ＧａＡｓＰ、ＨｇＣｄＴｅ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＳｂ、ＰｂＳｎＴｅ、ＣｕＩｎＧａＳｅ（ＣＩＧＳ）、カーボンナノチューブ、量子ヘテロ構造、またはそのいずれかの組合せのような、いずれかの有機、無機、もしくはハイブリッド半導体を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４１】
前記粒子の１以上がポリアルキルベンゾインドリノスピロナフトキサジン、３−ヒドロキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、２−アセチルブチロラクトン、２−メチルグルタロニトリル、３−メチルスルホラン、ベンゾインドリノスピロピラン、トリアリールメタンロイコ色素、金属ジチゾネート、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ（２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール）、クリスタルバイオレット、クレゾールフタレイン、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、チモールフタリン、マラカイトグリーン、アリザリンレッド、フロキシンＢ、スピロ（イソベンゾフラン−１（３Ｈ），９’−（９Ｈ）キサンテン）−３−オン、２’−（ビスフェニルメチル）アミノ−６−（ジエチルアミノ）、クリスタルバイオレットラクトン、ロサニリン（３，３−ビス（４−アミノ−フェニル）−６−アミノフタリド、３，３−ビス（４−ジメチルアミノフェリル）−６−ジメチルアミノフタリド、２−アニリノ−３−メチル−６−ジエチル−アミノフルオラン、３−（４−ジメチルアミノ）フェニル−３−（ジ（４−オクチル）フェニルアミノ）ｔ−（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（１−ブチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、ビス−２，４，５−トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサフェニルビスイミダゾール；２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−トリルビスイミダゾール、２，２’，４，４’，５，５’−ヘキサ−ｐ−クロロフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−クロロフェニル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−アニシル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、２，２’−ジ−ｐ−トリル−４，４’，５，５’−テトラフェニルビスイミダゾール、ヘリアントロン、メソナフトビアントロン、ビステトラフェニルピロール、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ビアントロン、フルギド、トリアリールメタンロイコ−シアナイド、トリアリールメタンロイコヒドロキサイド、トリアリールメタンロイコビスルファイト、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４２】
前記粒子の１以上がＧｅ、ＴｉＯ２、Ｓｉ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＦ２、ＺｎＳ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＫＣｌ、酸化インジウムスズ、酸化スズ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＣＯ３、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン光安定化剤、シアノアクリレート、サリチル−タイプの化合物、ニッケル、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｂａ、ＢａＳＯ４、鋼、Ｕ、Ｈｇ、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１４３】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の１００％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４４】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約８０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４５】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約５０％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４６】
前記粒子が、平均して、特徴的寸法の約２５％以下の程度まで埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４７】
前記粒子が、平均して、約０．１ｎｍ〜約１ｃｍ基材の表面から外に延びている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４８】
前記コーティング材料の表面エリアの少なくとも一部の実質的に全てに粒子が埋め込まれている、請求項８７記載の方法。
【請求項１４９】
前記コーティング材料の表面エリアの７５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１４８記載の方法。
【請求項１５０】
前記コーティング材料の表面エリアの５０％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１４９記載の方法。
【請求項１５１】
前記コーティング材料の表面エリアの２５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５０記載の方法。
【請求項１５２】
前記コーティング材料の表面エリアの１０％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５１記載の方法。
【請求項１５３】
前記コーティング材料の表面エリアの５％未満に粒子が埋め込まれている、請求項１５２記載の方法。
【請求項１５４】
隣接する粒子が、平均して、約１ｎｍ〜約５ミクロン、相互から分離されている、請求項８７記載の方法。
【請求項１５５】
前記湿潤コーティング材料に埋め込まれた２以上の粒子が凝集されていることを特徴とする、請求項８７記載の方法。
【請求項１５６】
前記コーティング材料に埋め込まれた粒子の前記集団が単分散として特徴付けられる、請求項８７記載の方法。
【請求項１５７】
前記コーティング材料内に埋め込まれた粒子が、前記コーティング材料の表面エリアにわたって実質的に均一に分布される、請求項８７記載の方法。
【請求項１５８】
前記湿潤コーティング材料は前記粒子の１以上よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１５９】
前記乾燥したコーティング材料が前記粒子の１以上よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６０】
１以上の粒子が前記乾燥したコーティング材料よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６１】
１以上の粒子が前記乾燥したコーティング材料よりも硬い、請求項８７記載の方法。
【請求項１６２】
コーティング材料がその上に配置される前記製品が平坦、円筒形、多面体、球形、溝形、曲面、アーチ型、凹み、中空、またはそのいずれかの組合せである、請求項８７記載の方法。
【請求項１６３】
前記コーティングされた製品が精製器、清浄剤、殺生物剤、検出器、ラベラー、タガー、処理システム、エレクトロニクス構成要素、導電性構成要素、半導性構成要素、構造、触媒、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸着剤、化学物質、生体分子、もしくは電磁放射線のための吸収剤、化学物質もしくは生体分子のためのバインダー、光学構成要素、絶縁性構成要素、バインダー、散乱構成要素、ピエゾクロミック、ケミクロミック、フォトクロミック、マグネトクロミック、サーモクロミック、応力クロミック、もしくは他のマルチクロミック構成要素、またはそのいずれかの組合せとして用いられる、請求項８７記載の方法。
【請求項１６４】
前記粒子の少なくとも一部を、ファン・デル・ワールス力で前記コーティング材料に付着させることを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６５】
さらに、勾配を適用することによって粒子が前記コーティング材料に埋め込まれる程度を増加または減少させることを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６６】
前記勾配が１以上の粒子を動かす、請求項１６５記載の方法。
【請求項１６７】
適用される前記勾配が電場、磁場、風勾配、ポテンシャル勾配、気流、流体流動、圧力勾配、またはそのいずれかの組合せである、請求項１６６記載の方法。
【請求項１６８】
前記コーティング材料がポリマーを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１６９】
前記ポリマーがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニル、フルオロポリマー、ポリカルボネート、ポリ乳酸、ニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、フェノキシ、フェニレンエーテル／オキサイド、プラスチゾル、オルガノゾル、プラスターチ材料、ポリアセタール、芳香族ポリアミド、ポリアミド−イミド、ポリアリールエーテル、ポリエーテルイミド、ポリアリールスルホン、ポリブチレン、ポリカルボネート、ポリケトン、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン、ポリスチレン、スチレン無水マレイン酸、炭酸ポリリルジグリコールモノマー、ビスマレイミド、ポリアリルフタレート、ＴＰＵ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ｔｒｉｔａｎ（登録商標）、コポリエステル、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、フッ素化ポリマー、エポキシ、メラミン、シリコーン、尿素、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項１６８記載の方法。
【請求項１７０】
前記コーティング材料が木材、ガラス、モノマー、ポリマー、金属、合金、ミネラル、セラミック、またはそのいずれかの組合せを含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７１】
前記コーティング材料が生体ポリマー、天然ポリマー、糖、アミノ酸、蛋白質、天然繊維、合成繊維、生組織、死組織、生細胞、死細胞、あるいは、竹、生体由来ポリエチレン、黄麻布、麻布、カルボジイミド、軟骨、セロファン、セルロイド、酢酸セルロース（ＣＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、硝酸セルロース、プロピオン酸セルロース（ＣＰ）、セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース（ＣＡＰ）、キチン、キトサン、コイア、コラーゲン、結合組織、銅フタロシアニン、綿セルロース、銅アンモニア、エラスチン、上皮、羽、フィブリン、爪、亜麻、毛皮、グリコサミノグリカン、基本組織、毛髪、麻、ジュート、ケナフ麻、ケラチン、革、リネン、リネン、ルアルロン酸、筋肉組織、神経組織、ニトロセルロース、骨組織、紙、パピルス、パーチメント、骨膜、プラスターチ、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートポリエステル、ポリアミド、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリグリコリド、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリラクチド酸プラスチック、ポリフェニレンビニレン、ラフィア、レーヨン、米、絹、サイザル麻、澱粉、澱粉ベースのプラスチック、足指爪、血管組織、フッ化ビニリデン、ビスコース、木材、羊毛、またはいずれかのモノマー、コポリマー、組合せ、またはそのコンポジットのような他の生物学的材料を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７２】
前記流体が、ローラーを用いて前記湿潤コーティング材料に適用される、請求項８７記載の方法。
【請求項１７３】
さらに、前記粒子の少なくとも一部が前記基材に少なくとも部分的に埋め込まれるように、前記ローラーを前記コーティング材料に接触させることを含む、請求項１７２記載の方法。
【請求項１７４】
前記埋め込まれた粒子が、前記作業組成物内に配置される１以上の構造を、前記作業組成物に対して外部である環境と電子的に連絡させる、請求項８７記載の方法。
【請求項１７５】
前記製品が膜を含む、請求項８７記載の製品。
【請求項１７６】
前記湿潤コーティング材料が、引き続いて重合される２以上のモノマーからなる、請求項８７記載の方法。
【請求項１７７】
前記流体が重合開始剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７８】
１以上の粒子が重合開始剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１７９】
前記流体が架橋剤を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項１８０】
請求項８７に従って生産されたコーティングされた製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２０１２−５００８６５（Ｐ２０１２−５００８６５Ａ）
【公表日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２４０３２（Ｐ２０１１−５２４０３２）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４６５５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２２３５３
【国際公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５１１０４４０３２）イノーバ ダイナミクス インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５４６５５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０２２３５３
【国際公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５１１０４４０３２）イノーバ ダイナミクス インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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