This paper proposes a novel method for fabricating oil-phase-containing cellulose microfibers, microtubes, and microcapsules using a one-step continuous process in a single microfluidic system. The proposed method is based on the regeneration of cellulose, that is, when an ionic liquid (IL) is dissolved in antisolvents of cellulose such as water, the cellulose dissolved in the IL is aggregates and regenerates on the surface of mineral oil present in the system to form a cellulose microstructure. By controlling the flowrate of each fluid, various cellulose microstructures containing mineral oil can be formed. Notably, the cellulose microstructures produced using this approach remains stable even after one year. This method can also be applied to form cellulose microfibers containing polystyrene beads and hollow cellulose microcapsules. Therefore, it is anticipated that the proposed method for the preparation of cellulose particles and core-shell structures has significant potential in medicine delivery, cosmetics, and electronic materials.

본 논문은 단일 미세유체 시스템에서 1단계 연속 공정을 사용하여 유상 함유 셀룰로오스 미세섬유, 마이크로튜브 및 마이크로캡슐을 제조하는 새로운 방법을 개발하였다. 제안된 방식은 셀룰로오스의 재생을 기반으로 하며, 이는 이온성 액체를 물과 같은 셀룰로오스의 반용매에 용해시키면 용해된 셀룰로오스가 미네랄 오일 표면에 응집되어 셀룰로오스 미세구조를 형성하는 방식이다. 특히, 간단하게 유체의 유량을 조절하는 것만으로 미네랄 오일을 함유한 다양한 셀룰로오스 미세구조를 형성할 수 있다. 이 접근법으로 생산된 셀룰로오스 미세구조는 1년 후에도 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 또한, 마이크로 고분자비드를 포함하는 속이 빈 셀룰로오스 마이크로캡슐과 마이크로섬유를 형성하는 데에도 적용될 수 있다. 본 연구에서 제안한 셀룰로오스 재생 기반의 제작 방식은 의약품 전달, 화장품 및 전자 재료 분야에서 상당한 잠재력을 가질 것으로 기대된다.

Keywords: cellulose, microfluidic system, ionic liquids, microcapsules, microfibers, microtubes.