(PhysOrg.com) -- Microfluïdische systemen voor de gemakkelijke productie van multifasische emulsiedruppels en polymeercapsules met meerdere schalen. Onder een microscoop zien ze eruit als miniuien, in feite, het zijn nieuwe microcapsules geïntroduceerd door David A. Weitz en Shin Hyun Kim in het tijdschrift Angewandte Chemie.

De onderzoekers van de Harvard University in Cambridge (Massachusetts, USA) hebben een eenvoudige methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om deze kleine schelpachtige objecten met een microfluïdisch systeem in slechts één stap te produceren. Mogelijke toepassingen zijn onder meer magnetische inkten en transportsystemen voor meercomponentengeneesmiddelen.

Door gebruik te maken van een geavanceerd microfluïdisch systeem dat bestaat uit meerdere glazen capillairen met waterafstotende en wateraantrekkende coatings, de onderzoekers zijn in staat om tegengestelde stromen van niet-mengbare vloeistoffen (olie en water) op elkaar te laten botsen. Er worden kleine druppeltjes gevormd als de resulterende stroom door een opening in een verzamelcapillair gaat. Binnen de druppeltjes, de fasegrenzen tussen de vloeistoffen zijn slim ontwricht zodat - afhankelijk van de structuur van het systeem - drie- of vierlaagse emulsiedruppels worden gevormd. Dit proces is de eerste die het mogelijk maakt om grote aantallen meerwandige emulsiedruppels van uniforme grootte en structuur te produceren.

Als voorbeeldtoepassing Weitz en Kim produceerden een "magnetische inkt" voor displays. De olieachtige fase was een oplossing van een UV-verknopend polymeer. De onderzoekers produceerden emulsiedruppels met een kern van polymeeroplossing omgeven door een schil van water, die op zijn beurt in een ander omhulsel van polymeeroplossing zit. Ze mengden magnetische deeltjes en zwarte pigmenten in de polymeeroplossing die de kern vormt en voegden kleine plastic deeltjes toe aan de waterige vloeistof. Na bestraling met UV-licht, ze verkregen transparante capsules met een vaste schaal en een vaste, zwarte kern die vrij drijft in de waterige laag met de plastic deeltjes. Bij afwezigheid van een magnetisch veld, de zwarte kernen blijven in het midden van de capsules. Een laag van dergelijke capsules in een display lijkt wit omdat de plastic deeltjes licht verstrooien. Wanneer een magnetisch veld wordt aangelegd, de kernen worden naar het oppervlak van het scherm getrokken, waardoor de zwarte kleur zichtbaar wordt.

Een andere praktische toepassing voor meerlagige capsules is het transport van uit meerdere componenten bestaande geneesmiddelen die gescheiden blijven totdat ze achtereenvolgens op het doelwit in het lichaam worden vrijgegeven.