Частицы полимеров размером в несколько микро- или нанометров могли бы сыграть ключевые роли во всём, начиная от доставки лекарств и заканчивая электроникой. Но прежде, чем большинство из этих идей будут реализованы, учёным предстоит понять, как эти частицы себя ведут. Их поведение зависит от формы, которую пока сложно задавать по желанию. Недавно, однако, ученые из University of California at Santa Barbara (UCSB) нашли способ для производства частиц различных форм.
“Из-за нехватки методов по производству несферических частиц полимеров мы разработали метод, который отвечает необходимым требованиям”, - сказал Samir Mitragotri, учёный из UCSB.
Метод довольно простой, дешёвый и с его помощью можно производить любое необходимое количество частиц (от миллиардов до триллионов) более чем 20 различных форм (в том числе частицы в виде прутов, дисков, пуль, бочек и линз).
Частицы сделаны из пенопласта. Перед обработкой они имеют сферическую форму и размеры от 60 нанометров до 10 микрометров. Сначала частицы помещают в раствор полимера, из которого затем отливают плёнки различной толщины, после чего смешивают с глицерином для пластификации. Затем плёнки высушивают. С этого момента исследователи используют два разных метода (А и Б), комбинация которых позволяет получать частицы различных форм.
В методе A частицы плавят, используя растворитель или нагревание, после чего плёнку растягивают. При растяжении плёнки в одном или двух направлениях, частицы приобретают различные формы. Форма зависит от используемого растворителя, температуры и даже толщины плёнки. Используя метод А можно получить различные формы: круглые пластины, прямоугольные пластины, «летающие тарелки», пруты и «черви».
В методе Б плёнка растягивается без плавления, что приводит к получению других форм, нежели в методе A (например, частицы в форме колеса, бочки, пули или капсулы). Комбинируя методы A и Б можно получить некоторые другие довольно необычные формы (например, частицы в форме ленты, шестиугольных пластин).
Большинство полученных частиц были размером несколько микрон, но учёным удалось получить и наночастицы, что значительно расширяет горизонты применения этих частиц. Учёные говорят, что их метод можно масштабировать для производства большого количества частиц, причём в качестве материала может выступать любой другой полимер.
«Уже очевидно, что изготовление частиц определённой формы найдёт своё применение в различных технологиях, например, доставка препаратов. Мы предполагаем, что простота метода изготовления необходимых частиц поможет в новых исследованиях и разработке новых технологий», - заключает Mitragotri.
