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MIT的科学家发明出微米粒子合成新方法 能用于制造墨水和护肤霜

据教育部科技发展中心网2006年4月12日报道:  美国MIT化学工程师们发明了一种新的合成复杂聚合物微米粒子的方法,这种方法在从医学中的药物输送到光子材料中光导的很多领域都有应用价值。在日常生活中,它也能用于制造护肤霜和墨水。

这种新的合成方法给研究人员们提供了很大的自由度,来控制微米粒子的形状和化学性质。化学工程助理教授Patrick Doyle说:“我们已经能够精确的控制聚合物的形状,并产生具有特定化学性质的局部区域,这是科学家能达到的空前的技术水平。”他是4月9日发表在《Nano Materials》杂志上的论文的作者之一。

Doyle希望其他的研究人员们也能采用他们的连续流光刻技术(CFL),这种新技术可以更快、更容易的制造出不同形状、不同大小和不同化学成分的微米粒子。CFL是在一般的光刻技术的基础上发展起来的,但是它用的是层流流体,而不是传统的固定膜。不管紫外光脉冲照射到层流流体的哪个微小的组成部分或低聚物,都会发生一个反应,形成固体聚合物粒子,这个过程成为光化聚合作用。

这个方法的理论基础是微观应用流体学,它是研究在横截面比一束头发还要细的管道里的流体行为。至今,微观应用流体学方法只能产生球状、盘状或柱状的微米粒子。但是,利用CFL方法,可以产生具有任何二维投影形状的粒子。当流体流过一个微观流体元件时,合成过程就会发生,所需的形状被反复的复制到低聚物流上,这种技术每小时可以产生大约十万个微米粒子。

论文的第一作者、研究生Dhananjay Dendukuri说:“从工程的观点看,把分批进行的过程(光刻)发展成连续的过程,对增大生成的粒子尺度具有重要的意义。”

研究人员们还能在不同的位置产生具有不同化学性质的微米粒子。例如,一端亲水、一端厌水的棒状粒子。同时,新技术也能更容易的制造“条形码”粒子,它在一列不同的位置具有不同的化学性质。新技术不是一次只产生一条具有特定化学性质的结构,而是在不同位置同时产生具有不同化学性质的条形结构。

新技术在医学上可以用于药物输送和诊断检验,例如检测血液中是否有某种抗体或蛋白质。

这篇论文的其他作者还有应用化学工程教授Alan Hatton和物理专业大四学生Jesse Collins。这项研究得到了美国自然科学基金委员会的资金支持。作者:谭华海 译 来源:中国科学技术信息研究所加工整理


2006年04月14日