यह गर्म जैसे माइक्रोकैप्सुल्स

नमक सामग्री और तापमान द्वारा नियंत्रित दीवार पारगम्यता

विभिन्न आकारों के कैप्सूल के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। बहुलक खोखले गोले हवा के बिना एक फुटबॉल के रूप में सुखाने के दौरान एक साथ गिरते हैं: ए) कैप्सूल का मूल आकार, ख) ऊंचा तापमान पर सूजन कैप्सूल, ग) नमक के अलावा सिकुड़ा हुआ कैप्सूल। जब नमक डाला जाता है, तो कैप्सूल की दीवार ढहने से रोकने के लिए पर्याप्त मोटी होती है। © ColIids and Interfaces के लिए MPI
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वैज्ञानिकों ने अब नमक की सामग्री और समाधान के तापमान के माध्यम से माइक्रोकैप्सूल की दीवार पारगम्यता को नियंत्रित करने के लिए एक नई विधि शुरू की है। उन्होंने एक सैद्धांतिक मॉडल विकसित किया जो कैप्सूल के बहुलक खोल में बिल्कुल प्रक्रियाओं का वर्णन करता है। इस प्रकार, प्रायोगिक जांच के बिना यह अनुमान लगाया जा सकता है कि जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स के वर्तमान अंक में शोधकर्ताओं के अनुसार खोखले गोले के गुण तापमान और लवणता में परिवर्तन के साथ कैसे बदलते हैं।

यह वैज्ञानिकों के अनुसार, शरीर में सक्रिय अवयवों के परिवहन के लिए या स्व-मरम्मत कार पेंट के हिस्से के रूप में माइक्रोकैप्सूल का उपयोग करने के लिए नई संभावनाओं को खोलता है।

आदर्श रूप से, दवाएं केवल शरीर के रोगग्रस्त हिस्सों में सीधे पहुंचनी चाहिए, इस प्रकार दुष्प्रभाव को रोका जा सकता है और साथ ही साथ सबसे बड़ा संभव प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है। इसके लिए बुद्धिमान परिवहन प्रणालियों की आवश्यकता होती है, जिसमें शुरू में कुछ शर्तों के तहत कार्रवाई के स्थल पर उन्हें छोड़ने के लिए सक्रिय तत्व शामिल होते हैं।

पॉट्सडैम में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर कोलाइड्स एंड इंटरफेसेस के वैज्ञानिक एक माइक्रो-ट्रांसपोर्ट सिस्टम पर काम कर रहे हैं, जो इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है: कुछ माइक्रोमीटर, पॉलिमर कैप्सूल आकार में केवल एक मिलीमीटर का हजारवां हिस्सा, जीव के माध्यम से दवाओं को प्रसारित करेंगे। माइक्रोकैप्सूल की दीवारों को बारी-बारी से सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज बहुलक अणुओं के साथ परतों से बनाया गया है, ताकि कैप्सूल के उत्पादन के लिए विभिन्न प्रकार के गुणों वाले अणुओं का उपयोग किया जा सके।

तापमान और लवणता नियंत्रण कैप्सूल दीवार की पारगम्यता

कैप्सूल की इष्टतम प्रयोज्यता के लिए यह महत्वपूर्ण है कि आप कैप्सूल दीवार की पारगम्यता को विशेष रूप से समायोजित कर सकते हैं: माइक्रो-कंटेनर को भरते समय, दीवार को पहले दवा के लिए पारगम्य होना चाहिए ताकि वह उसमें घुस जाए। बाद में, कैप्सूल शेल को सील करके सामग्री को संलग्न किया जाना चाहिए ताकि कैप्सूल की दीवार के माध्यम से इसे फिर से कार्रवाई की साइट पर जारी किया जा सके। पॉट्सडैम के वैज्ञानिकों ने अब पता लगाया है कि कैप्सूल की दीवार का घनत्व और मोटाई और इस प्रकार तापमान और नमक सामग्री को बदलकर उनकी पारगम्यता को पहले ही नियंत्रित किया जा सकता है। प्रदर्शन

यदि तापमान केवल थोड़ा बढ़ाया जाता है, तो खोखले गोले सूज जाते हैं या एक साथ कमजोर पड़ने या उनकी दीवार के मोटे होने के साथ सिकुड़ जाते हैं। यह बहुलक खोल की संरचना और विद्युत आवेश पर निर्भर करता है। सिकुड़ते समय, बहुत छोटे अणुओं का एनकैप्सुलेशन संभव है: हीटिंग पर मजबूत ऊर्जा इनपुट के कारण, विपरीत चार्ज बहुलक अणुओं के बीच के बंधन भंग हो जाते हैं और परिणामस्वरूप कैप्सूल की दीवार नरम हो जाती है। पतवार की सामग्री एक साथ इतनी करीब से बह सकती है, दीवार मोटी और घनी हो जाती है। अणु अब अंदर नहीं जा सकते हैं और अंदर फंस जाते हैं।

यदि खोखले गोले सूज जाते हैं, तो गर्म होने पर बहुलक दीवारें भी नरम हो जाती हैं। हालांकि, कैप्सूल की दीवार में इतने सारे समान प्रभार हैं कि वे एक दूसरे को दोहराते हैं। इस प्रकार पूरी संरचना व्यास और दीवार के पतलेपन में वृद्धि के साथ काफी फुलाया जाता है। परिणाम कमरे के तापमान पर मूल कैप्सूल की तुलना में काफी वृद्धि हुई पारगम्यता है।

अब, जब नमक को कैप्सूल के घोल में मिलाया जाता है, तो इलेक्ट्रिक चार्ज बेअसर हो जाते हैं और कैप्सूल फिर से सिकुड़ जाते हैं, दीवार को मोटा कर देते हैं जैसा कि पहले वर्णित मामले में है। "सरल साधनों के संयोजन से, जो हर रसोई घर में उपलब्ध हैं, हम इस परियोजना में शामिल कर सकते हैं, करेन कोहलर कहते हैं, " हम इच्छाशक्ति पर माइक्रोट्रांसपोर्ट सिस्टम की दीवार के गुणों को अलग-अलग कर सकते हैं। 4.5 माइक्रोन के प्रारंभिक व्यास वाले कैप्सूल की गुंजाइश 1.5 से 20 माइक्रोन के बीच भिन्न होती है।

दो बलों की प्रतियोगिता

हालांकि, कैप्सूल का आकार न केवल प्रयोगशाला में समायोजित किया जा सकता है। वैज्ञानिकों ने कैप्सूल की दीवार में प्रक्रियाओं को भी सैद्धांतिक रूप से समझा, ताकि वे बिना किसी प्रयोग के संबंधित स्थितियों के तहत खोखले गोले के व्यास का अनुमान लगा सकें। उनके द्वारा विकसित किए गए मॉडल में दो बलों की प्रतियोगिता शामिल है, जिनमें से एक बहुलक / पानी के बीच का तनाव है, जो कैप्सूल के आकार और उसकी सतह को कम करेगा। दूसरी ओर, बहुलक शेल में एक ही नाम के आरोपों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण बल, जिसके कारण कैप्सूल सूज जाता है। "दो समकक्षों की ताकत के आधार पर, कैप्सूल आकार का सटीक रूप से एक विशिष्ट नमक एकाग्रता और तापमान के साथ भविष्यवाणी की जा सकती है, " शोध दल के एक सदस्य, मैर्टन बिशेवेल कहते हैं।

सैद्धांतिक मॉडल भी भविष्यवाणी करता है कि यह संभव होना चाहिए, कुशलतापूर्वक परिस्थितियों को समायोजित करके, शुरू में सूजे हुए कैप्सूल को सिकोड़ना और इसके विपरीत। वास्तव में इस भविष्यवाणी को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया जा सकता है।

यह बहुत अलग कैप्सूल आकार के दो राज्यों के बीच लगातार आगे पीछे हो रहा है, पॉट्सडैम माइक्रोकैप्सुल्स के लिए संभावित अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार करता है: ड्रग ट्रांसपोर्टर के रूप में उपयोग किए जाने के अलावा, कैप्सूल अनुप्रयोग भी एक अभिन्न अंग हैं। ऑटोमोटिव पेंट्स, जो क्षति पर एक जंग अवरोधक जारी करते हैं और इस तरह से क्षतिग्रस्त क्षेत्र की वृद्धि को रोकने योग्य होते हैं। इसके अलावा, माइक्रोसेंसर्स के रूप में, वे कुछ अणुओं की एकाग्रता के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं, जैसे कि कोशिकाओं में ग्लूकोज या कैल्शियम आयन, और माइक्रोप्रॉप्स के रूप में भी कार्य करते हैं।

(आईडीडब्ल्यू id एमपीजी, ० 07.११.२००६ - डीएलओ)