多核微胶囊

利用微流控光学技术制备结构可控的多核微胶囊。

作者:孙凌

近年来,随着微流控技术在微米和纳米乳化领域中的应用,人们已经可以通过合成复合乳化剂来制备多功能微胶囊。然而在这类技术中,总会涉及到一个一直以来悬而未解的问题——如何控制核液滴在壳液滴中的排列。因此,在以往的研究中,科学家们更注重于开发球形的单核微胶囊。然而这种单核微胶囊的制备方法往往非常繁琐,而少数已报道的多核微胶囊仍存在结构与功能性不稳定的缺陷。这大大限制了多功能微胶囊的实际应用。

来自韩国科学技术院(KAIST)的研究人员最近提出了一种新的一步封装法来控制乳液滴的排列,从而制备稳定可控的多核微胶囊。该方法采用了近年来非常流行的微流控光学技术(optofluidic technique)。研究人员使用了三层同轴玻璃毛细设备来制备双乳化剂。其中水溶性食物色素和光固化树脂分别流入内层和中层毛细管,而水溶性表面活性剂则作为连续相从外层毛细管中流过。为了得到结构稳定的功能化微胶囊,研究人员在光固化树脂中加入了氧化硅钠米胶粒。当三种液体流过三层毛细管时,内层毛细管口形成的核滴,将逐个滴入中层毛细管口形成的壳滴,从而形成双乳化剂。通过紫外光辐射,双乳化剂固化成多核聚合物微胶囊。通过控制不同液体流过毛细管的速率,研究人员可以精确控制每个微胶囊中核的数目,从而控制微胶囊的形状。此外,研究人员还提出并验证了两种修饰胶囊外壳上氧化硅胶粒的方法,以实现微胶囊的功能化。

S.-H. Kim, et al., Adv. Funct. Mater. 2010 DOI: 10.1002/adfm.201002316