Development of novel technque to prepare capsules from acoustically levitated liquid droplets

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04753
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: Takei Takayuki 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (90468059)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 昌弘 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50315397)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: カプセル / 音波 / 浮揚 / 気相 / 液滴

Outline of Final Research Achievements

In this project, we aimed to establish an extremely versatile capsule preparation method that can encapsulate any useful substance in a capsule with high efficiency and impart the intended function to the capsule. To achieve this, we used liquid marbles, which are droplets that can maintain a stable spherical shape without wetting and spreading on any solid surface, and droplets levitated in the gas phase by sound waves. In fact, we were able to encapsulate useful substances in capsules with high efficiency. We also found a method to produce core-shell capsules with uniform wall thickness in various combinations of capsule wall materials and useful substances in a precise and continuous manner.

Free Research Field

化学工学、界面化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のカプセル作製法は、カプセル中に内包されずにロスされてしまう有用物質の量を劇的に減らすことがでるため、製造コストの削減につながる。したがって、従来技術ではコストの問題により商品化が不可能と見なされてきた様々なカプセル製品の商品化につながり、その社会的意義は大きい。また、カプセル内部構造の制御法のほとんどは、カプセルが液相中で調製されることを前提として提案されたものであり、それとは表面/界面張力や作用する浮力が大きく異なる気相中でのカプセル内部構造の制御指針の確立の糸口をつかんでおり、実用的のみならず学術的な価値も極めて高い。