Høst af mikropartikler fra en flydende stråle

Mikrosfærer, mikrolinser og mikrofibre kan nu fremstilles ved bestråling af en væskestråle med ultraviolet lys. Resultatet er, at lokalt, der dannes en polymer med en ønsket form. Denne proces, kaldes luft-fotopolymerisering, muliggør fremstilling af en lang række bioinspirerede mikropartikler. Teknikken er hurtigere end eksisterende teknikker og leverer partikler af meget konstant kvalitet. Forskere ved University of Twente præsenterer deres arbejde i Avancerede materialer af 4. december.

Bioinspirerede materialer er i høj efterspørgsel, herunder mikropartikler, der stimulerer blodcirkulationen eller forbedrer vaccintilførsel, pletter med mikronålene, der smertefrit injicerer mikrofibre, der fastgør sig til din krop, og mikrolinser, der efterligner insektøjne. Disse kræver veldefinerede byggesten, der kan samles i store mængder. Stadig, eksisterende fremstillingsprocesser er arbejdskrævende, for langsomt, svært at skræddersy eller resultere i overdreven størrelsesafvigelse. Oprettelse af partiklerne kan gøres ved hjælp af lab-on-a-chip teknologi, som er præcis, men langsom, eller ved hjælp af kemiske ætsningsteknikker, der kræver flere behandlingstrin. I deres undersøgelse, forskerne viser, at det er muligt at producere de ønskede partikler fra en løbende væskestrøm med op til 4000 partikler i sekundet.

UV -bestråling 'på strømmen'

Ved første øjekast, det ligner inkjetudskrivning:En væskestråle kommer ud af en dyse, og den kontinuerlige strøm brydes op i dråber. I dette tilfælde, imidlertid, forskerne bestråler væsken med ultraviolet lys. På stedet for bestråling, væsken danner en polymer og størkner.

Jieke Jiang, første forfatter til papiret, siger, "Hvilket materiale vi skaber bestemmes af placeringen. Hvis vi belyser væskestrålen af ​​polyethylenglycoldiacrylat, mens det stadig er kontinuerligt, vi kan skabe fibre. Hvis strålen bryder op i dråber, vi kan lave mikrosfærer. Ved hjælp af pulserende lys, vi kan skabe fibre af en længde, der er meget velbestemt. Bortset fra det, vi er i stand til at lege med kemien. Ved tilsætning af polyurethan, for eksempel, vi kan lave stærkere fibre. Vi er i stand til at kontrollere alle disse ejendomme på en meget præcis måde. "

Janus fibre

Det er endda muligt at lave hule fibre, såkaldte Janus-fibre:Ligesom Janus-hovedet, med sine to ansigter, processen kombinerer to materialer. Dette gøres muligt ved at belyse ikke én, men to flydende stråler på samme sted. Ved hjælp af to materialer, aktive fibre dannes, der kan reagere på stimuli. Teknikken er i stand til at skabe veldefinerede mikrolinser, der kan forbedre solcellers energieffektivitet eller forbedre udbyttet af LED-skærme.

Tidligere, UT -forskerne præsenterede en teknik til udskrivning af geler ved at lade to flydende stråler slutte sig. Teamleder Claas Willem Visser siger, "Vi kaldte dette mikrofluidik i luften, og den polymeriseringsteknik, vi nu har udviklet, er en ny version af den. Teknologien førte til IamFluidics -virksomheden, sigter mod bæredygtige mikropartikler til farmaceutik, biovidenskab og kosmetik, undgå brug af plast. På længere sigt, vi forventer, at det vil være muligt at bruge partikler til udskrivning af levende væv, til vævsteknik, for eksempel."