Search

International audience; In this study, we report on the fabrication of photo/thermo dual stimulus-responsive liquid marbles (LMs) that can be disrupted by light irradiation and/or heating. To stabilize the LMs, we synthesized micrometer-sized stearic acid (SA) particles coated with overlayers of polypyrrole (PPy) by aqueous chemical oxidative seeded dispersion polymerization. The SA/PPy core–shell particles could adsorb at the air–water interface to stabilize LMs by rolling water droplets on the particle powder bed. The presence of SA, known as a phase-change material, which undergoes a transition from solid to liquid by heating, and PPy, which can transduce light to heat, gives rise to the photo and thermo dual stimulus-responsive characters of the LMs. The disruption of the LMs could be induced in a cascade manner: light irradiation on the LM induced a temperature increase, followed by melting of the SA component on the LM surface, leading to its disruption and release of the inner water. The disruption time is linked to the PPy loading and light irradiation power, and it can be tuned from quasi-instantaneous to a few tens of seconds. The melting of SA due to a light-induced phase change from the solid to liquid state is a new mechanism to trigger the disruption of LMs. We finally demonstrated two applications of the LMs as a light-responsive microreactor and a sensor.

International audience; En este trabajo se presenta la detección y seguimiento dinámico de la transición de fase de varias sustancias a través de sistemas ópticos integrados. Las propiedades de este tipo de sistemas, como plataformas integradas a escala micrométrica para el análisis de especies bioquímicas, puede ser utilizada en la industria biológica, cosmética y alimentaria. También conocidos como laboratorios en un chip (Lab-On-a-Chip-LOC) donde, el sistema transductor está basado de resonadores ópticos y guías de ondas los cuales, están inmersos en los procesos químicos descritos, detectan los cambios (homogéneos) del ambiente a través de variaciones en el índice de refracción. Estos cambios estarán asociados a las propiedades fisicoquímicas intrínsecas de las sustancias cubriendo el resonador óptico. Este trabajo presenta la habilidad de este tipo de plataformas para monitorear y seguir los cambios en las transiciones de fase supramoleculares de una solución acusa de ácidos grasos (12-hydroxystearic acid, in association with amino-pentanol: C5/12HSA) a partir de diferentes condiciones de temperatura. Este tipo ácidos grasos tienen actualmente un impacto muy prometedor en la industria farmacéutica y alimentaria ya que, se presentan como sistemas moleculares (biocompatibles) para la liberación de sustancias de forma controlada por lo que, el control y seguimiento de dichos cambios es de gran importancia para este tipo de procesos y aplicaciones bioquímicas. A diferentes temperaturas, de 17 a 24 °C y, con un tratamiento estadístico y automatizado de la información, proveniente de los espectros de resonancia del resonador óptico inmerso en la solución acuosa, el sistema LOC registra la respuesta térmica de la solución basada en ácidos grasos y los diferentes regímenes fisicoquímicos del mismo. Estos resultados obtenidos por el sistema LOC son comparados por un reómetro con la finalidad de estudiar las propiedades viscoelásticas de la solución bajo las mismas condiciones de temperatura. Los resultados son comparativos en términos de la temperatura de transición de fase de este tipo de sustancias, confirmando que el sistema LOC basado en resonadores ópticos es capaz de igualar aquellos métodos de análisis comerciales y ampliamente utilizados. Sin embargo, los resultados obtenidos por el LOC muestran comportamientos inherentes a la respuesta completa de la solución como función de la temperatura que no se perciben a través de los estudios de viscosidad. Si bien los datos de viscosidad exhibieron una transición bastante suave y monótona, el comportamiento fue más nítido y no monótono en términos de propiedades ópticas, lo que nos permitió identificar sin ambigüedades el punto fisicoquímico de transición de fase en un régimen intermedio entre 18.5 y 20°C. Estos experimentos de transición morfológica representan una oportunidad única para ampliar el número de técnicas disponibles que estudian estos sistemas a través de técnicas ópticas integradas con oportunidades potenciales de detección en tiempo real y trabajando en un volumen de muestreo bajo.