Mikrokapslar för förvaring och leverans av ämnen är små versioner av den typ av kapsel som används för fiskolja eller andra flytande kosttillskott, såsom vitamin D. En ny metod för att syntetisera mikrokapslar, redovisas i AIP Advances , skapar mikrokapslar med en flytande kärna som är idealiska för lagring och leverans av oljebaserade material i hudvårdsprodukter. De visar också lovande i vissa applikationer som små bioreaktorer.

Nuvarande produktionsmetoder för mikrokapslar involverar användning av emulsioner, men dessa kräver ofta ytaktiva ämnen för att säkerställa stabilitet i gränsytan mellan den inre vätskan och den som används för att skapa det yttre skalet. Eftersom ytaktiva ämnen kan påverka de inblandade vätskorna negativt, andra tillvägagångssätt har prövats, inklusive sprutning av vätskor i ett starkt elektriskt fält.

En teknik för att skapa mikrokapslar som fungerar någorlunda bra involverar användningen av små kanaler. Detta tillvägagångssätt för mikrofluidik kräver fullständig vätning av de små kanalerna med vätskorna som används för att göra dropparna. Detta, på nytt, kräver ytaktiva ämnen, komplicerar tillverkningsprocessen.

I denna nya metod, en surfaktantfri mikrofluidikprocess används. Tekniken kan producera upp till 100 mikrokapslar per sekund. Effekten kan bli ännu större vid högre flödeshastigheter, enligt författarna.

För att tillverka mikrokapslarna, utredarna skapade en enhet genom att etsa in små kanaler i hård plast. Två olika vätskor, en oljig för kärnan och en annan för skalet, injicerades i kanalerna.

När vätskorna pumpas igenom, droppar bildas när de oblandbara vätskorna kommer i kontakt. Smådropparna hålls åtskilda från varandra med en tredje vätska och, till sist, bestrålas med ultraviolett ljus. Detta sista steg får det yttre skalet att polymerisera och stelna, fångar den flytande kärnan.

Utredarna analyserade och optimerade systemet genom att prova olika flödeshastigheter och andra driftsförhållanden. De sista dropparna undersöktes och fick torka över natten vid hög temperatur, men ingen avdunstning eller krympning observerades, visar att mikrokapslarna kan förvaras säkert utan att spricka. Detta gör dem idealiska för läkemedels- eller hudvårdsapplikationer.

"En annan tillämpning för mikrokapslar skulle vara polymeraskedjereaktionen, PCR, " sa medförfattaren Nam-Trung Nguyen, vid Griffith University i Australien.

Att förvara PCR -proverna i dessa små kapslar möjliggör implementering av en teknik som kallas digital PCR.

"Varje mikrokapsel kan fungera som en enda mikroreaktor, eliminerar behovet av brunnsplattor, sa Nguyen.