Snelle productie van antibellen met een jet

Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd om snel microscopisch kleine ‘antibellen’ te maken. Eerdere methoden om deze vloeistofdruppeltjes te produceren, omgeven door een luchtlaag, waren ofwel niet beheersbaar of waren vatbaar voor verstopping en waren veel langzamer. Het team van onderzoekers publiceerde onlangs hun bevindingen in het tijdschrift Geavanceerde materialen.

Antibellen die kleiner zijn dan een millimeter zorgen voor veel toepassingen in bijvoorbeeld de voedingsmiddelen- en farmacie. Hun hydrofobe maar poreuze omhulsel geeft de antibellen een luchtlaag van buitenaf voor extra bescherming. Samen kunnen beide lagen de anti-luchtbel meerdere dagen intact houden.

“Met ultrageluid kunnen we op een bepaald moment het hydrofobe omhulsel breken, waarna de antibubble zijn inhoud vrijgeeft. Dat is bijvoorbeeld handig voor het gecontroleerd vrijgeven van medicijnen, op specifieke plekken in het lichaam”, legt eerste auteur Jieke Jiang uit.

Om deze nuttige microdeeltjes te maken, ontwikkelden de onderzoekers een nieuw concept waarbij een straalpijp door een vloeistoflaag spuit (JetALL). Jiang legt uit: “We hebben een klein, kegelvormig reservoir ontworpen en 3D-geprint dat de vloeistoflaag vasthoudt. De kegel is groot genoeg om verstopping te voorkomen, maar klein genoeg om de laag bij elkaar te houden door zijn oppervlaktespanning. De vloeistoflaag is een suspensie met silica-nanodeeltjes die de buitenste hydrofobe schil vormen. Deze schil stabiliseert de luchtlaag die de antibellen vormt.”

De nieuwe methode is snel; het genereert microcapsules met stroomsnelheden tot 3.000 capsules per seconde. De capsules lijken qua grootte erg op elkaar. Jiang zei: “We hebben gemeten dat ze allemaal tussen de 100 en 150 micrometer waren voor een van de monsters.”

Andere biologisch afbreekbare materialen, zoals polymelkzuur (PLA) zouden ook kunnen worden gebruikt als beschermend omhulsel, in plaats van de luchtlaag. Deze afstembaarheid biedt grote mogelijkheden voor het gebruik van medicijnafgifte, waarbij u precies de optimale dosis medicijnen wilt bepalen.