Udvikling af bedre fremstillingsteknikker til pH-responsive mikrokapsler

Forskere har udviklet en ny metode til at skabe mikrokapsler, som er små dråber omgivet af en solid skal. Teknikken kan bruges til at lave mikrokapsler, der reagerer på ændringer i pH, der er nyttige til applikationer såsom anti-korrosionsbelægninger.

Undersøgelsen "Fremstilling af pH-responsive monodisperse mikrokapsler ved hjælp af grænsefladespænding i ikke-blandbare faser" blev offentliggjort i tidsskriftet Soft Matter .

"Der er en række måder, der er blevet brugt til at lave mikrokapsler, "sagde Nancy Sottos, en Maybelle Leland Swanlund-formand og leder af Institut for Materialevidenskab og Teknik ved University of Illinois i Urbana-Champaign. "Imidlertid, disse metoder er kedelige, langsom, og de tilstopper enhederne. Derudover kapslerne er ikke af samme størrelse. "

Den nye teknik, udviklet af medlemmer af Autonomous Materials Systems Group ved Beckman Institute for Advanced Science and Technology, involverer brug af emulsionsskabeloner til fremstilling af mikrokapslerne. "Det er som at lave en salatdressing. Du blander langsomt olien i vandet. Jo hurtigere du blander, jo mindre dråberne. Derefter danner du en skalvæg omkring emulsionsdråberne. "Sagde Sottos, hvem er AMS Gruppeleder.

Forskerne brugte en nål, der indeholder kapillarrør inde i den. Mikrokapslens flydende kerne kommer ind gennem et centralt rør, og skalmaterialet kommer gennem et ydre rør. Nålen vibrerer ensartet over vandoverfladen. Når nålen krydser overfladen, dråberne løsnes fra kapillarrørene, dannelse af emulsionsdråber af ensartet størrelse til mikrokapsler.

"Denne teknik giver dig kontrol over skaltykkelsen, kernevolumen, og den samlede størrelse af kapslen, "sagde Dhawal Thakare, en kandidatstuderende i AMS -gruppen. "Vores teknik er enkel og kan let samles i et laboratoriemiljø."

Ved hjælp af denne teknik, forskerne har lavet pH-responsive kapsler, der kan bryde op, når der er en pH-ændring i miljøet. "Levering af lægemidler bruger ofte pH-ændringer til at frigive kapselindholdet. Vi var interesserede i at bruge dem til at indkapsle antikorrosive midler, "Sagde Sottos." Når pH ændres, mikrokapslerne åbner sig og frigiver de korrosionsbeskyttende midler. "

"Selvom teknikken giver dig præcis kontrol over mikrokapslerne, det er svært at lave meget små kapsler. En anden ulempe er, at du introducerer væsker gennem kapillærer. Når væskens viskositet stiger, trykket stiger, og der er større chancer for ikke at opnå et uhindret flow, "Sagde Thakare.

Forskerne er interesserede i at udvide sortimentet af materialer, som de kan indkapsle og forbedre teknikken, så de kan lave mindre mikrokapsler.