Emulsiones de Pickering por ultrasonidos

• Las emulsiones Pickering están estabilizadas por partículas sólidas.
• Las emulsiones Pickering convencen por su carácter "sin emulsionantes" y su mayor estabilidad.
• Los ultrasonidos son la herramienta perfecta para crear emulsiones Pickering, en primer lugar dispersando las partículas estabilizadoras en la fase acuosa y, en segundo lugar, emulsionando la fase aceite/agua.

Emulsiones Pickering

Las emulsiones Pickering se estabilizan mediante partículas sólidas adsorbidas en lugar de un emulsionante o tensioactivo. De este modo, las emulsiones Pickering pueden considerarse "sin emulsionante" o “sin tensioactivos” ya que están estabilizadas por partículas sólidas. Si se mezclan aceite y agua y se forman pequeñas gotas de aceite que se dispersan por el agua, con el tiempo las gotas se fusionarán y disminuirá la cantidad de energía del sistema. Sin embargo, si se añaden partículas sólidas a la mezcla, se unirán a la superficie de la interfaz e impedirán que las gotas se fusionen, lo que hará que la emulsión sea más estable.
La formación sin emulsionante es especialmente interesante para la formulación de productos para los que el uso de tensioactivos tiene efectos negativos, por ejemplo, para productos farmacéuticos y cosméticos. Además, las emulsiones Pickering muestran una mayor estabilidad en comparación con las emulsiones estabilizadas con emulsionantes convencionales. El recubrimiento de las gotas de partículas sólidas funciona como una barrera rígida contra la coalescencia. Esto significa que incluso las emulsiones muy concentradas pueden estabilizarse eficazmente como emulsiones Pickering. Las nanopartículas sólidas, que se adsorben entre la interfase aceite-agua, se sumergen parcialmente en el agua y el medio oleoso, de modo que las nanopartículas estabilizadoras pueden tener propiedades hidrófilas, hidrófobas o anfifílicas. La forma y el tamaño de las partículas también influyen en la estabilidad de la emulsión.

Las elevadas fuerzas mecánicas de cizallamiento de la homogeneización ultrasónica superan la barrera energética entre las interfaces de fase. Además, la sonicación rompe los agregados y aglomerados de nanopartículas y crea una emulsión altamente polidispersa.

La sonicación se utiliza en las dos etapas de la preparación de una emulsión de pickering:

1. dispersar las partículas adsorbidas en la fase acuosa
2. emulsionar la mezcla o/w

Emulsión Pickering con sílice

En primer lugar, se dispersaron polvos de sílice pirógena hidrófila (como Aerosil® 200 o Aerosil® 380) como aglomerados de 100 nm en agua utilizando un dispositivo ultrasónico.
En el segundo paso, se prepararon por sonicación unas emulsiones o/w estables con un 20% en peso de aceite y un tamaño de gota de 2-10 nm de diámetro.
Para obtener emulsiones estables y transparentes de butanol, acetato de etilo, lactato de butilo y dietil adipato en la fase acuosa se requiere un 6% de sílice. En el caso del adipato de diisobutilo, se requiere al menos un 8% de sílice para obtener una emulsión estable.
Todas las emulsiones preparadas han demostrado ser estables durante al menos 6 meses.

Mientras que la sílice desnuda y la funcionalizada (SiO₂) es una de las partículas más utilizadas, otras partículas como el Fe₃O₄, hidroxiapatitapoliestireno monodisperso partículas de látexciclodextrina y maltodextrina, nanotubos de halloysita, hematites (α-Fe₂O₃), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), partículas insolubles de complejo quitosano/gelatina-B, etc. para crear emulsiones Pickering estables.