(PhysOrg.com) -- Un nouveau, procédé en une seule étape de fabrication de microcapsules, qui ont des applications commerciales potentielles dans des industries telles que la médecine, agriculture et diagnostic, a été développé par des chercheurs de l'Université de Cambridge. Les résultats sont publiés vendredi dernier (10 février) dans la revue Science .

La possibilité d'enfermer des matériaux dans des capsules de 10 à 100 micromètres de diamètre, tout en contrôlant avec précision à la fois la structure de la capsule et le contenu du noyau, est une préoccupation majeure en biologie, chimie, nanotechnologie et science des matériaux.

Actuellement, la production de microcapsules demande beaucoup de travail et est difficile à étendre sans sacrifier la fonctionnalité et l'efficacité. Les microcapsules sont souvent fabriquées à l'aide d'un moule recouvert de couches de polymères, semblable au papier mâché. Le défi avec cette méthode est de dissoudre le moule tout en gardant les polymères intacts.

Maintenant, une collaboration entre les groupes de recherche du professeur Chris Abell et du Dr Oren Scherman du département de chimie a mis au point une nouvelle technique de fabrication de microcapsules « intelligentes » en grande quantité en une seule étape, en utilisant de minuscules gouttelettes d'eau. En outre, la libération du contenu des microcapsules peut être hautement contrôlée grâce à l'utilisation de divers stimuli.

Les microgouttelettes, dispersé dans l'huile, sont utilisés comme gabarits pour la construction d'assemblages supramoléculaires, qui forment des microcapsules très uniformes avec des coques poreuses.

La technique utilise des copolymères, des nanoparticules d'or et de petites molécules en forme de tonneau appelées cucurbiturilles (CB), pour former les microcapsules. Les CB agissent comme des « menottes » miniatures, réunir les matériaux à l'interface huile-eau.

« Cette méthode offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes actuelles car tous les composants des microcapsules sont ajoutés en une seule fois et s'assemblent instantanément à température ambiante, ", a déclaré l'auteur principal Jing Zhang, doctorant dans le groupe de recherche du professeur Abell. « Une variété de « cargos » peut être chargée efficacement simultanément pendant la formation des microcapsules. Les interactions supramoléculaires dynamiques permettent de contrôler la porosité des capsules et la libération chronométrée de leur contenu à l'aide de stimuli tels que la lumière, pH et température.

Les capsules peuvent également être utilisées comme substrat pour la spectroscopie Raman à surface améliorée (SERS), un ultra-sensible, technique spectroscopique non destructive qui permet la caractérisation et l'identification de molécules pour une grande variété d'applications, y compris la détection environnementale, analyse médico-légale et diagnostic médical.