學號： 9919132 姓名：張德弘

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

大綱 • 簡介 • 微膠囊 • 微流體技術 • Polystyrene(PS) • 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

簡介

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，膠囊膜的厚度為0.5~150μm，目前已開發了粒徑在1μm以下的超微膠囊。

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。

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

PS-PIP-PS（聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯） • polystyrene−polyisoprene−polystyrene，屬於穩定劑，具有低黏度，良好的剝離黏著力和黏著性。 polystyrene−polyisoprene−polystyrene

Confocal microscope（共軛焦顯微鏡） • 優點是呈現圖像的解析力較高，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。

材料與方法

製造微膠囊殼膜使用雙相微流體技術於製造微膠囊製造微膠囊殼膜使用雙相微流體技術於製造微膠囊 a 溶液顏色表示微膠囊的位置，內殼溶液(界面活性劑)，外殼(8%PS混合甲苯)，和載體溶液(10% PVA) 。

製造微膠囊殼膜雙相微流體製造微膠囊及固化圖製造微膠囊殼膜雙相微流體製造微膠囊及固化圖 b c （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。

結果與討論

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

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，膜只有200nm厚度。

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。

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

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

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

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

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

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

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。

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學號： 9919132 姓名：張德弘