$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hidrojeller, hidrofilik polimer zincirlerinden oluşan bir ağdır. 1 Hidrojeller alanında artan miktarda araştırma, önemli ilerlemeleri teşvik etmiş ve biyolojik dokulara benzerliklerini ortaya çıkarmıştır; Hidrojellerin özellikleri, yapılarını korurken büyük miktarlarda su alımına izin verir. Çevreye duyarlı hidrojeller, dış uyaranlara yanıt olarak geri dönüşümlü olarak şişme veya büzülme yetenekleri nedeniyle de kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. 2 Hidrojellerin geometrik şeklini kontrol etmek için sıcaklık, 3-5 pH,6,7 ışık,8,9 elektrik alanları,10,11 ve glikoz,12,13 gibi spesifik moleküller dahil olmak üzere çeşitli tetikleyiciler önerilmiştir. Şu anda mevcut olan çevreye duyarlı birçok hidrojel arasında, iyi bilinen bir termo-duyarlı hidrojel olan poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPAAm), 32 °C'lik düşük kritik çözelti sıcaklığının (LCST) üzerinde hacim büzülmesi sergiler.14 Sasaki ve arkadaşları tarafından yakın zamanda yapılan bir çalışma. 15, PNIPAAm'ın monomeri olan aşırı doymuş NIPAAm'ın ilgi çekici sıvı-sıvı faz ayrımını bildirdi. Bu rapora göre, aşırı doymuş NIPAAm, 10 kat molar fazla H2O ile çözüldü ve kısa bir süre sonra, çözelti 25 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta durmasına izin verildiğinde iki sıvı faza ayrıldı; buna karşılık, seyreltik NIPAAm aynı koşullar altında homojen bir şekilde çözüldü.
Çevreye duyarlı hidrojellerden yapılan mikropartiküller, ilaç dağıtımı,16,17 kataliz,18 algılama,19,20 ve fotonikte uygulama için büyüleyici adaylardır. 21 Emülsiyon polimerizasyonu da dahil olmak üzere geleneksel sentetik yöntemler, polidispersiteye sahip hidrojel mikropartiküller üretmek için kullanılır. 22,23 Bununla birlikte, bazı uygulamalar, örneğin ilaç dağıtımının farmakokinetiğini stabilize etmek için dar bir boyut dağılımına sahip mikropartiküller gerektirir. 24 Düzensiz şekilli veya polidispers embolik mikropartiküller proksimal olarak kümeler halinde toplanır ve kanser terapötik tedavisi için embolik partiküllerde kronik inflamatuar yanıtlara yol açar. 25,26
Mikroakışkan yaklaşımı, dar boyut dağılımlarına ve karmaşık şekillere sahip mikro boyutlu parçacıkları üretmenin bir yolu olarak araştırmanın ön saflarında yer almaktadır. 27-31 Mikroakışkan cihazda mikropartiküller üretmenin avantajları, mikroakışkan cihazın küçük karakteristik uzunluğuna dayanır ve bu da düşük bir Reynolds sayısı ile sonuçlanır. Damlaların paralel olarak oluştuğu geleneksel yığın emülsifikasyonunun aksine, mikroakışkan cihazlarda üretilen mikro damlacıklar seri olarak üretilir ve daha sonra UV ışınlamasına maruz kaldıklarında mikropartiküller halinde polimerize edilir. Mikroakışkan bir cihaz kullanılarak damlacık oluşumunun temel prensibi, arayüzey gerilimi ile çekirdek sıvısına etki eden kılıf sıvısının kesme kuvveti arasındaki dengedir.
Damlacıkların/parçacıkların mikroakışkan üretiminin bariz avantajlarına rağmen, aynı temel malzemeden oluşan Janus damlacıkları/parçacıkları nadiren rapor edilir, çünkü bu damlacıkların/parçacıkların iç morfolojisi genellikle çekirdek sıvılarının difüzyonu ve bozulması tarafından bozulur. Bu içsel sınırlamayı aşmak için, iki grup yakın zamanda kolloidal nanopartiküllerin ısı kaynaklı faz ayrımı ve UV yönelimli faz ayrımı kullanarak Janus mikropartiküllerinin hazırlandığını bildirdi. 32,33
Bu amaçla, tamamen tek bir baz malzemeden oluşan Janus mikrohidrojellerini sentezlemek ve açıkça bölümlere ayrılmış morfolojiye sahip bir ürün elde etmek için mikroakışkan bir yaklaşım rapor ediyoruz. Yaklaşımımız, aşırı doymuş NIPAAm monomerinin sıvı-sıvı faz ayrımının birincil konseptine dayanmaktadır. Elde edilen Janus mikrohidrojellerinin, anizotropik termo-duyarlılık ve organofilik/hidrofilik yükleme kabiliyeti dahil olmak üzere benzersiz özelliklere sahip olduğu bulundu.