【科技】小氣泡的大力量
在日本開發的「微泡」技術給各個領域帶來廣泛的影響，目前在「藥物遞送系統」利用微氣泡受到期待。
「微泡」
是直徑100微米（0.1毫米）或更小的氣泡的總稱，在日本，研究始於20世紀90年代。氣泡的上升速度非常慢是它的特徵。
例如，如果直徑為10微米的氣泡，在靜止狀態下，1分鐘在液體中僅上升3mm，在液體中停留很長時間。大量非常微小的氣泡，在液體內所佔表面積也會增大。利用其特徵，在污水處理、洗滌、魚和貝類養殖、蔬菜栽培、美容、家庭洗浴上被廣泛利用。山形大學研究生院理工學研究科的幕田壽典副教授說：「通常的氣泡都有吸附污垢的特性，但微泡的功能是可以吸附更多的污垢。因為它不是一個洗滌劑，也不會對環境造成影響。」
除了吸附污垢外，微泡具有在液體中溶解大量氣體的性質，通過使用微泡狀氧水溶液促進農作物的改良的和魚的生長的嘗試已經有報道。也有蛋黃醬已經通過將氮變成微泡在醬中穩定的分散，來改善口感，並實現了商品化。
微泡生成的技術也在發展。以往的微泡生成技術的主流方法，是通過高速旋轉氣體和液體，來剪切氣泡使其變得更小。幕田副教授開發出「中空超聲波喇叭」的方法。這是由鈦合金噴嘴和產生超聲波的振動體合二為一的裝置。將氣體送到裝置內，通過振動可以從噴嘴的先端穩定產生大量微泡。
幕田副教授正在研究將中空超聲波喇叭應用於各個領域的可能性。其中一種應用是用在自來水和食品的殺菌以及室內清潔的臭氧微泡，來提高殺菌能力。在以往使用中空超聲波喇叭的試驗中，成功地縮短了水中大腸桿菌的滅菌時間。
此外，以往除了水以外，很難在各種液體中製造微泡，通過中空超音波喇叭，以熔融金屬為首的各種液體都可以製造微泡。例如，幕田副教授使用瞬間粘合劑的成分氰基丙烯酸酯成功地製造出微泡。通常，將氰基丙烯酸酯變成蒸氣並置於水中，立刻會凝固，不會產生泡沫。然而使用中空超音波喇叭，形成微泡後，氰基丙烯酸酯凝固在微泡的表面，可以產生直徑為2微米的中空結構的微膠囊。
如果將膠囊應用於醫療領域，例如，在利用X射線或超聲波進行圖像診斷時，可以將造影劑施用於患者。雖然目前的超聲波診斷裝置血流的可視化有一定的局限性，因為微泡具有反射特定頻率超聲波的性質，能夠觀察更清晰的血流。
對微泡的另一個實際應用，是在 「藥物遞送系統」 上，在需要的地方需要的時間以及需要的藥劑量，對患者投入抗癌劑。將吸附抗癌劑的微膠囊投入到癌細胞上，可以將副作用降至最低。在對動物的實驗階段，確認了氰基丙烯酸酯微膠囊的安全性。
幕田副教授說：「我認為通過這項技術，可以為每個患者定做屬於每個患者的藥劑。今後，我們要進一步進行研究，有望將來在醫藥等領域拓寬和專家的網路，並能投入實際使用。」
目前，日本產官學界的目標是一起合作在全球推廣微泡發展，也正在推動國際標準組織（ISO）建立微泡的國際標準。
小泡泡具有給世界帶來巨大影響的能力。
By HIROSHI SAKURAI/Photos: Hiroshi Sakurai; Courtesy of Toshinori Makuta
本文轉載自Highlighting JAPAN（聚焦日本）
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