微膠囊技術近年來被廣泛用于食品、日用品、催化及醫藥等諸多領域。由于其對內部芯材物質起到的保護、隔離、提高活性物質穩定性及可持續釋放的特性,引起了科學家們的密切關注。微膠囊技術的最終目標是將內部芯材物質在特定的時間、地點以一定的速率持續可控地釋放。傳統的可控釋放多是基于微膠囊內部化學、生物環境的改變來誘導微膠囊囊壁微孔開關,影響芯材物質傳輸速率。通過微小可控的機械力(小于100微牛)在不破損微膠囊的前提下擠壓微膠囊、調控芯材物質釋放速率是科學家們一直在嘗試的研究目標。
近日,在科技部、國家自然科學基金委的支持下,中國科學院理化技術研究所仿生智能界面科學實驗室研究人員在微膠囊可控釋放研究中取得新進展,并在NPG Asia Materials 雜志(doi:10.1038/am.2014.114)上以Bio-inspired controlled release through compression relaxation cycles of microcapsules 為題首次報道了利用外加磁場驅動對微膠囊實現擠壓可控釋放。該工作將順磁性顆粒嵌入微膠囊的聚合物囊壁中,在外加磁場的作用下,磁性顆粒沿磁場方向趨于一維排列,并帶動囊壁在此方向拉伸,使微膠囊形狀從原本的球形變為長橢球形,體積縮小帶來內部壓強分布的改變,從而大大加速芯材物質向外釋放。當撤去磁場時,微膠囊又恢復為球形,體積舒張加快吸入外部溶液進行補充,整個過程如同心臟通過心肌的不斷收縮-舒張將血液泵至全身器官。通過這種磁場控制的脈沖式收縮-舒張可實現微膠囊持續且高度可控的釋放,釋放速率與磁場強度相關。磁場作為一種遠程可控的、且對化學、生物環境影響極小的“綠色”驅動力,使得這類新型磁響應微膠囊在未來的藥物傳輸等領域具有重要應用價值。
磁響應微膠囊在磁場作用下形變控制芯材釋放
記者24日從中國科學技術大學獲悉,該校彭新華教授、江敏副教授團隊首次利用暗態自旋實現極弱磁場的量子放大,磁場放大倍數突破5000倍,單次磁場測量精度達到0.1fT(1fT=10的負15次方特斯拉)水平......
近日,北京大學、南京大學、云南大學、中國科學院云南天文臺的合作團隊利用“羲和號”衛星的Hα光譜成像以及美國太陽動力學天文臺的數據,發現太陽大氣中一種特殊磁場位型的形成過程及其內部能量變化,這為太陽噴流......
火星是地球的近鄰,被認為是太陽系中氣候最為接近地球的星球。與地球不同,火星當前不存在類似地球那樣的全球性偶極磁場(圖1)。由于缺乏全球磁場的保護,外部太陽風可直接轟擊火星大氣,并剝蝕火星大氣粒子致其逃......
質譜儀(Massspectrometry)是對電離的原子、分子以及分子的碎片進行測量。質譜儀有磁式、四電極的與飛行時間的等多種類型。按照帶電粒子在磁場或電場中的飄移,或他們移動能量來確定它們的荷質比。......
一個用來測試反重力理論的陷阱垂直安裝,以方便反氫原子的下落。圖片來源:CERN一項新的實驗表明,反物質同普通物質一樣,會因重力向下墜落。這一發現沒有讓許多物理學家感到震驚,但確實給一些不尋常的理論潑了......
每年都有數以千計的太空巖石穿透地球的大氣層,作為隕石撞擊地面。這些彗星和小行星的碎片可以落在任何地方,但最經常被發現的是在開闊的地形上,如非洲的沙漠和南極的藍冰,在那里隕石發黑的外表會很突出。黑美人,......
地磁場是維持地球宜居性的重要地球物理場,影響著地球生命的起源和演化。近一百多年來,地磁場正在持續減弱,其強度降低了約10%,尤其是在南大西洋的上空存在一個強度減弱、輻射增強的區域(稱為南大西洋異常區,......
相比地球,火星全球磁場非常微弱,其誘導磁層的空間尺度更小,中性逃逸層的密度更大且延伸至弓激波之外。這使得太陽風可以與火星磁鞘中的中性成份直接相互作用,并通過電荷交換產生豐富的“拾起離子”。在這個過程中......
人類賴以生存的空間被地球內稟磁場形成的磁層保護,磁層的外邊界稱為磁層頂。近些年,有研究發現磁層頂附近區域在軟X射線波段是明亮的。軟X射線的輻射機制是太陽風電荷交換(SolarWindChargeExc......
火星曾擁有磁場,可以保護大氣中的水分不受太空輻射的影響。圖片來源:NASA/JPL/GSFC科學家相信,很久以前,火星并不是如今寒冷荒涼的樣子。那時,河流雕刻著峽谷,湖泊填滿了隕石坑,而磁......