UT-onderzoekers slaagden om snel microscopische 'antibellen' te maken. Eerdere methoden om deze vloeistofdruppels omgeven door een luchtlaag te produceren gevoelig voor verstopping, waren veel trager. Het team van onderzoekers publiceerde hun bevindingen onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials.
Antibellen kleiner dan een millimeter bieden veel toepassingen in bijvoorbeeld de voedings- en farmaceutische industrie. Hun hydrofobe - maar poreuze - omhulsel geeft de antibellen een extra beschermingslaag van lucht. Samen houden die lagen de antibel meerdere dagen intact . "Met ultrageluid kunnen we het hydrofobe omhulsel op een specifiek moment breken, waarna de antibel zijn inhoud loslaat. Dit is bijvoorbeeld nuttig voor de gecontroleerde afgifte van medicijnen, op specifieke plaatsen in het lichaam", legt eerste auteur Jieke Jiang uit.
Vloeistofstroom door een vloeibare laag
Om deze nuttige microdeeltjes te maken, ontwikkelden de onderzoekers een nieuw concept waarbij een spuitkop door een vloeistoflaag straalt (JetALL). Jiang legt uit: "We ontwierpen en 3D-printten een klein, kegelvormig reservoir dat de vloeistoflaag vasthoudt. De kegel is groot genoeg om verstopping te voorkomen, maar klein genoeg om de laag bijeen te houden met behulp van oppervlaktespanning. De vloeistoflaag is een suspensie met silica nanodeeltjes die het hydrofobe omhulsen vormen. Dit omhulsel stabiliseert de luchtlaag die de antibellen vormt."
Snel en consistent
De nieuwe methode is snel; het genereert microcapsules met stroomsnelheden tot 3000 capsules per seconde. De capsules zijn zeer gelijkmatig van grootte. Jiang: "In een van de monsters waren ze allemaal tussen de 100 en 150 micrometer." In plaats van een luchtlaag kunnen de onderzoekers het beschermend omhulsel ook maken van andere biologisch afbreekbare materialen, zoals polymelkzuur (PLA). Deze afstembaarheid biedt grote mogelijkheden voor het gebruik van medicijnafgifte, waarbij je precies de optimale dosis van een medicijn wilt bepalen.
Meer informatie
De onderzoekers publiceerden hun artikel 'High-Throughput Fabrication of Size-Controlled Pickering Emulsions, Colloidosomes and Air-Coated Particles via Clog-Free Jetting of Suspensions' onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials. De auteurs, Dr. Jieke Jiang, Prof. Dr. Kees Venner en Dr. Claas Willem Visser (allen Engineering Fluid Dynamics Group; Faculteit ET), Dr. Tom Kamperman (Department of Developmental BioEngineering; Faculteit TNW/TechMed Centrum; IamFluidics B. V.) Dr. Albert Poortinga (TU/e; Bether Encapsulates), Dr. Yuanyuan Liao (IamFluidics B.V.) publiceerden hun werk open-access, wat betekent dat iedereen het artikel online kan lezen.