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水凝胶壳微胶囊允许通过分子选择性交换与周围环境通信 ， 用作细胞、药物、催化剂和纳米粒子传感器的微载体 。 然而 ， 水凝胶的低机械稳定性限制了它们在强剪切流或压缩场中的使用 。 近日 ， 微胶囊设计由水核和双网络（DN）水凝胶壳组成 ， 使用油包水包水三乳液模板 ， 以确保高机械稳定性和分子尺寸选择性渗透 。 使用微流体装置制备单分散三重乳液液滴 。 核心水含有二价离子 ， 外层水含有聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）和海藻酸钠 。 PEGDA 首先通过紫外线照射进行光交联 ， 然后海藻酸盐通过破坏中间油层 ， 通过注入来自核心的二价离子进行离子交联 。 与仅由PEGDA 制成的单网络 (SN) 外壳相比 ， 所得 DN 外壳显示出出色的机械稳定性 。 增强的 DN 弹性使微胶囊能够弹性变形并在广泛的应变和应变率范围内完全恢复原始状态 。 此外 ， DN 壳显示出壳破裂的阈值力 ， 几乎比 SN 大一个数量级 ， 并在剧烈剪切流下保持其完整性 。
图1a) 由 W/O/W/O 三重乳液液滴生产具有水芯的双网络 (DN) 水凝胶壳的示意图 。 三重乳液液滴的光学显微镜 (OM) 图像由 b) 微流体装置、c) 油中聚合的 PEGDA 壳和 d) 由聚合的 PEGDA 和海藻酸钙在水中组成的 DN 壳制备 。
图4对于目标力为a) 50 mN 和 b) 100 mN 的 DN 炮弹 ， 加载过程中位移和力的时间变化以及加载前、加载后和卸载后的一系列静止图像 。 cd) 与 (a) 和 (b) 相同的组 ， 用于 SN 壳 ， 目标力 c) 为 5 mN 和 d) 10 mN 。 e) DN 壳（上图）和 SN 壳（下图）的 OM 图像 ， 其中悬浮液以指定的转速动态搅拌 10 分钟 。 f) 对于 DN 和 SN ， 作为转速函数的壳破裂分数 。
相关论文以题为Soft and Tough Microcapsules with Double-Network Hydrogel Shells发表在《Advanced Functional Materials》上 。 通讯作者是韩国科学技术高等研究院Shin-Hyun Kim教授 。 参考文献：doi.org/10.1002/adfm.202203761【《AFM》具有双网络水凝胶壳的软而坚韧的微胶囊！】
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