大有作為的微膠囊技術(shù)

韓吉辰

爐灶上火燃燒正旺，菜鍋燒熱了，快!抓一把油下鍋……“錯(cuò)了，錯(cuò)了!”看到這里，你可能會(huì)說，應(yīng)該是倒一些油下鍋呀。沒錯(cuò)，是“抓”一把，抓的是一把“膠囊”油啊。

膠囊對(duì)于我們并不陌生，“良藥苦口”，藥面很苦，裝入色彩鮮艷的膠囊里，制成形形色色“中藥膠囊”(包括各種“軟膠囊”)，便于識(shí)別、服用又容易保存。這種膠囊技術(shù)，尤其是微膠囊技術(shù)，發(fā)展十分迅速，在我們生活中經(jīng)?？梢钥吹侥亍?/p>

生活中的微膠囊

什么是微膠囊技術(shù)呢?這是指一種利用高分子成膜材料把固體、液體或氣體包覆起來，使其形成微小粒子的技術(shù)。一般叫做膠囊，而微小的就叫做微膠囊。微膠囊的粒徑為5～500微米，還有制成“納米膠囊”的，這是指直徑小于1微米的微膠囊。膠囊內(nèi)的物質(zhì)由于與外界環(huán)境相隔離，可以免受環(huán)境的影響，從而保持穩(wěn)定。

現(xiàn)在流行一種“香味書”，那是把不同香味的香精裝進(jìn)微小膠囊里面，混有這種香味膠囊的油墨印出色彩鮮艷的插圖。畫頁打開，用手指輕輕觸摸姹紫嫣紅的花卉瓜果圖案，立刻飄來陣陣清香：玫瑰、桂花、水仙花、橘子、菠蘿、蘋果、香蕉……真是美不可言。其實(shí)是手觸囊破，散發(fā)出相應(yīng)的香味。如果印成水果罐頭或飲料的商標(biāo)，更加招人喜愛。

我們知道，魚油中富含不飽和脂肪酸，是重要的營養(yǎng)強(qiáng)化劑，俗稱腦黃金。但它極易氧化，氧化的結(jié)果，一方面降低了功效，另一方面產(chǎn)生令人不快的異味。利用微膠囊技術(shù)生產(chǎn)的“微膠囊魚油”，克服了產(chǎn)品的缺點(diǎn)，改善了貯存穩(wěn)定性。使產(chǎn)品成為一種人們易于接受的營養(yǎng)產(chǎn)品。

微膠囊技術(shù)還可令紡織品香味持久，開發(fā)成功的“香味服裝”，可讓衣物上持續(xù)散發(fā)香味達(dá)數(shù)月之久。利用精密的微膠囊技術(shù)，加入香精后安置于紡織纖維當(dāng)中。消費(fèi)者購買這類紡織品后，通過人的體溫及摩擦力，讓微膠囊破裂將香精緩慢釋出，就可達(dá)到香味持久的效果。這種技術(shù)除了可應(yīng)用在紡織品上，還可應(yīng)用在防蚊、防螨、防菌等織物上。

生活中離不開食油，花生油、豆油、橄欖油……這些食油容易氧化變質(zhì)，貯藏運(yùn)輸都不方便。將油裝入小膠囊中，就可以像存放糧食…樣，炒菜時(shí)抓一把油撒在鍋里，小膠囊變成香噴噴的花生油，多方便呀!這就是文章開頭講的那個(gè)情景。還可以制成“膠囊汽油”、“膠囊煤油”，使極其危險(xiǎn)的燃料保管方便，減少浪費(fèi)。

工業(yè)中的“微膠囊”技術(shù)

微膠囊的制備技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，在70年代中期得到迅猛發(fā)展，并且出現(xiàn)了許多微膠囊化產(chǎn)品和工藝。微膠囊技術(shù)用途非常廣泛，可用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、飼料、化妝品、染料、黏合劑、復(fù)寫紙等領(lǐng)域。

微膠囊技術(shù)應(yīng)用于藥物制劑也已有四五十年歷史，到目前為止已有200多種藥物采用了微膠囊化技術(shù)，如抗生素、解熱鎮(zhèn)痛藥、抗癌藥等，并越來越引起人們的注意，以前花費(fèi)極大人力、財(cái)力開發(fā)出的藥物由于口服活性低、半衰期短等原因不能開發(fā)的，微膠囊化后將克服以上困難，做成滿意的藥品。

微膠囊技術(shù)在飼料工業(yè)的應(yīng)用，為了提高牛奶中不飽和脂肪酸的含量，需要在奶牛飼料中添加油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸。但是進(jìn)入牛胃后即被吸收，并在消化過程中被轉(zhuǎn)化成飽和脂肪酸，而且這些物質(zhì)都是有難聞氣味的易揮發(fā)液體，很難均勻摻合到飼料中，還影響牛的食欲。好了，現(xiàn)在將不飽和脂肪酸制成“微膠囊”，然后摻到飼料中喂牛，就可以使這些不飽和脂肪酸被腸吸收，并以不飽和脂肪酸的形式進(jìn)入牛奶，使奶的營養(yǎng)價(jià)值大大提高。

有趣的是，一種“微膠囊”形式的魚飼料很受歡迎，這種飼料不會(huì)使氨基酸和維生素等飼料成分因溶于水而散失，而且可以通過控制微膠囊的粒徑和密度，使其懸浮在水中酷似浮游生物，有利于幼魚捕食。這樣可以用廉價(jià)的植物蛋白，代替動(dòng)物蛋白或活的浮游生物做飼料。維生素和添加劑微膠囊化后，可以提高飼料的適口性，減少在加工過程中的損失，并可控制在消化道不同部位釋放。

還應(yīng)該提到“微膠囊”農(nóng)藥，科學(xué)家將微膠囊技術(shù)與生物農(nóng)藥進(jìn)行嫁接，研究廣譜生物農(nóng)藥微膠囊，開發(fā)出能夠取代高毒、高污染的化學(xué)農(nóng)藥的新型農(nóng)藥。這樣，推廣后達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

高科技使微膠囊“如虎添翼”

現(xiàn)代高科技的發(fā)展，使微膠囊技術(shù)“如虎添翼”，成為有各種神奇功能的膠囊：壓敏型微膠囊、溫敏型微膠囊、光敏型微膠囊、緩釋型微膠囊和膨脹型微膠囊等等。

“緩釋型”微膠囊是比較常見的，該微膠囊的壁相當(dāng)于一個(gè)半透膜，在一定條件下可允許芯材物質(zhì)透過，以延長芯材物質(zhì)的作用時(shí)間。緩釋型微膠囊在藥品包被中常見，將藥物與高分子成膜材料包嵌成微囊后，藥物在體內(nèi)設(shè)定的位置、以適當(dāng)?shù)乃俣群统掷m(xù)的時(shí)間釋放出來，以達(dá)到更大限度的發(fā)揮藥效的作用。比如腸溶膠囊，是用明膠和腸溶包衣材料制成的，有特定顏色和形狀的囊殼，在胃液中不崩解，在腸液中才崩解釋放的一種靶向性膠囊制品。

還有“熱敏型”微膠囊，由于溫度升高使壁材軟化或破裂，而釋放出芯材物質(zhì)，有時(shí)是芯材物質(zhì)由于溫度的改變，而產(chǎn)生顏色的變化?！肮饷粜汀蔽⒛z囊，壁材破裂后，芯材中的光敏物質(zhì)選擇性吸收特定波長的光，發(fā)生感光而產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)或變化。

而現(xiàn)在發(fā)展很快的是“壓敏型”微膠囊，此種微膠囊包裹了一些待反應(yīng)的芯材物質(zhì)，當(dāng)壓力作用于微膠囊超過一定極限后，膠囊壁破裂而流出芯材物質(zhì)。由于環(huán)境的變化，芯材物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而顯出顏色變化或是發(fā)生別的現(xiàn)象。

可自我修復(fù)的“智能材料”

你不小心割破了手，過了幾天傷口又自我愈合了，原來，皮膚是擁有自我修復(fù)功能的。這種功能為科學(xué)家提出新的課題，研制一種可以自我修復(fù)的“智能材料”，也叫“聰明材料”。它的發(fā)明是受到一種“微囊”粘膠技術(shù)啟發(fā)的，我們知道，高級(jí)的粘膠劑需要兩種或多種化學(xué)藥品混合才起作用，保管和使用都很不方便。于是將不同藥品分別裝入“壓敏型”微膠囊里，在螺孔里預(yù)先撒進(jìn)去，當(dāng)旋緊螺栓時(shí)，微膠囊擠破，幾種藥品碰在一起發(fā)生作用，部件就會(huì)牢固地粘起來，多巧妙的方法啊。

科學(xué)家開發(fā)出了一種復(fù)合材料，是將一些“壓敏型”微膠囊夾入材料中，當(dāng)材料中形成一定的裂痕時(shí)，膠囊壁就會(huì)受壓破裂釋放出液體修復(fù)劑，很快就會(huì)凝固，在裂紋還很小的時(shí)候就將它們消滅，并使材料恢復(fù)原來的強(qiáng)度。這種微膠囊有望在3～5年內(nèi)投放市場，可以應(yīng)用于建筑物中，特別是在地震多發(fā)地區(qū)。

還有一種可以讓車身自動(dòng)修復(fù)的技術(shù)，也許不久之后，平常的剮蹭事故就不用再去修理廠了，車子可以自行復(fù)原。研發(fā)的材料內(nèi)部包含許許多多充滿液體的微型膠囊，一旦材料上有裂紋產(chǎn)生，膠囊壁就會(huì)受壓破裂釋放出液體修復(fù)劑，很快就會(huì)凝固，將裂紋消滅，讓車體恢復(fù)到其原始強(qiáng)度，從而延長車體的使用壽命。不過遺憾的是，一旦所有的微膠囊都破裂之后，材料的自我修復(fù)能力也就隨之喪失了，因此還要進(jìn)一步完善。

科學(xué)家正在研制具有自我修復(fù)的功能的新型材料，用于制造宇宙飛船外殼和倉外宇航服。我們知道，太空對(duì)于人類來說，是非常惡劣的環(huán)境。那里是一個(gè)高度真空世界，沒有可供人類呼吸的空氣，也就沒有大氣壓力，而且有飛來飛去的小隕石。倉外宇航服必須與外界完全隔離，如果有一絲縫隙，那將直接威脅宇航員的生命安全!現(xiàn)在科學(xué)家正在使用的“智能材料”，就是在兩層聚氨酯之間夾著一層聚合物“微膠囊”。如果聚氨酯層出現(xiàn)破損，“微膠囊”就會(huì)立即滲出、凝固，修復(fù)劑可以自動(dòng)將漏洞堵上。在真空箱中進(jìn)行的試驗(yàn)表明。這種“智能材料”可以自動(dòng)修復(fù)直徑為2毫米左右的破洞。

責(zé)任編輯龐云