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學號 ： 9919132 姓名 ： 張德弘

Polymer Microcapsules with Programmable Active Release Abbaspourrad , A. ; Carroll, N, J. ; Kim, S, Y. ; Weitz *, D, A J. Am. Chem. Soc. 2013 , 135 , 7744−7750. 學號 ： 9919132 姓名 ： 張德弘. Outline. 簡介 微膠囊 微流體技術 Polystyrene polystyrene− polyisoprene − polystyrene 共軛焦顯微鏡 材料與方法 1. 製造微膠囊

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學號 ： 9919132 姓名 ： 張德弘

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Presentation Transcript

  1. Polymer Microcapsules with Programmable Active ReleaseAbbaspourrad,A. ; Carroll, N, J. ; Kim, S, Y. ; Weitz*, D, AJ. Am. Chem. Soc.2013, 135, 7744−7750 學號：9919132 姓名：張德弘

  2. Outline • 簡介 • 微膠囊 • 微流體技術 • Polystyrene • polystyrene−polyisoprene−polystyrene • 共軛焦顯微鏡 • 材料與方法 1. 製造微膠囊 • 結果與討論 1. 共軛焦顯微鏡、掃描式電子顯微鏡 2. 不同條件對釋放速率的影響 3. 不同膠囊膜對釋放速率影響 • 結論

  3. 簡介

  4. Microcapsules(微膠囊) • 是微量物質包裹在聚合物薄膜中的技術，是一種儲存固體、液體、氣體的微型包覆技術。 • 用各種天然的或合成的高分子化合物連續薄膜，完全包覆起來，對目的物的原有絲毫無損，通過某些外部刺激或緩釋作用使功能再次在外部呈現出來，或依靠囊壁的屏蔽作用起到保護原體的作用。 • 微膠囊的直徑一般為1~500μm，壁的厚度為0.5​​~150μm，目前已開發了粒徑在1μm 以下的超微膠囊。

  5. 微流體技術 • 微流體技術是指在微觀尺寸下控制、操作和檢測複雜流體的技術。 • 它使用直徑小於100 µm的孔來產生微滴。 • 該技術可用於輸運微反應中的微量試劑，以及將微量樣品分發到載體表面形成微陣列。

  6. Polystyrene （聚苯乙烯） • 聚苯乙烯（簡稱PS）是一種無色透明的熱塑性塑料。 • PS微膠囊有足夠的耐酸性，定有足夠的化學穩定性，可應用金屬分離之包覆，相變化包覆，材料等各種不同用途上

  7. PS-PIP-PS（聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯） • polystyrene−polyisoprene−polystyrene，聚合物具有高平均分子量的（12000至20000）和低總平均分子量（60,000至110,000）。 • 屬於穩定劑，具有低黏度，良好的剝離黏合力和黏著性。 polystyrene−polyisoprene−polystyrene

  8. Confocal microscope（共軛焦顯微鏡） • 優點是呈像的解析力較高，但因為光線只通過一個針孔所以亮度較暗。 一般顯微鏡的解析力在 0.3-0.35μm左右共軛焦顯微鏡可提升到 0.18μm。

  9. 材料與方法

  10. 製造微膠囊殼膜-1 a 圖a、使用雙相微流體技術於製造微膠囊。 溶液顏色表示微膠囊的位置，內殼溶液(綠色)，外殼(紅色)，和載體溶液(藍色) 。

  11. 製造微膠囊殼膜-2 b c 圖b、雙相微流體製造微膠囊及固化圖 （b）在光學顯微鏡下，雙相微流體裝置圖。 （c）蒸發去除甲苯後，固化微膠囊薄膜。

  12. 結果與討論

  13. 共軛焦顯微鏡 e d b 圖d、膠囊在共軛式顯微鏡下觀察 （d）紅螢光染料來觀察膠囊膜 （e）綠螢光染料來觀察膠囊內部流體

  14. 掃描式電子顯微鏡 g f d c 圖f、膠囊表面及膜在SEM下觀察 （f）在45°C下烘乾，膠囊的表面形態。 （g）使用雙相微流體控制技術，得到超薄膜的膠囊，膜具有200nm厚度。

  15. 流動性對釋放速率影響 h 圖h、膠囊主動釋放圖 （1）製作一PS膠囊固定再油水界面中，使膠囊自然碰撞至油水面壁，產生刺激局部破裂，造成膠囊的主動釋放。 （2）觀察到膠囊流動性程度會直接影響釋放速率。

  16. 含量刺激對釋放速率的影響-1 i 圖i、膠囊曝露於甲苯刺激下時間推移圖 （i）PS膠囊再醇甲苯刺激下，0.1秒產生局部破裂，0.7秒釋放完。 （j）PS膠囊再50wt%甲苯刺激下，5秒產生局部破裂，75秒釋放完。 j

  17. 含量刺激對釋放速率的影響-2 圖k、膠囊曝露於甲苯刺激下時間推移圖 PS膠囊再10wt%甲苯刺激下，2分產生局部破裂，12分釋放完。並觀察到非流體化膠囊沒有明顯的收縮。 k

  18. 含量刺激對釋放速率的影響 (l) 圖l、刺激含量濃度高低，會直接影響釋放

  19. 分子大小對釋放速率的影響 (m) 圖m、分子的大小，影響著釋放速率

  20. 膠囊殼厚度對釋放速率影響 (n) 圖n、膠囊膜的厚度，明顯的影響釋放速率

  21. 不同材料對釋放速率的影響 o 圖o、膠囊收縮率時間序列圖 （o）使用PS製成的膠囊，穿過直徑70μm的毛細管，PS膠囊變形破裂。 （p）使用PS-PIP-PS製成的膠囊，穿過直徑70μm直徑的毛細管，PS-PIP-PS粒沒有破裂。 p

  22. Conclusion • 確定調整膠囊膜的厚度、分子量、含量刺激，皆可以控制膠囊的釋放速率。 • 此方法不限定於單一類型膜聚合物，文章中使用了一類似PS-PIP-PS聚合物製造膠囊。 • 此法適合可控制系統設計，使用不同聚合物膜材料，達到進一步的發展。

  23. Thank You For Your Attention

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