પાવર અલ્ટ્રાસોનિક્સ વડે પિકરિંગ ઇમલ્શન

• પિકરિંગ ઇમલ્શન ઘન કણો દ્વારા સ્થિર કરવામાં આવે છે.
• પિકરિંગ ઇમલ્શન તેમના “ઇમલ્સિફાયર-મુક્ત” સ્વરૂપ અને વધેલી સ્થિરતાને કારણે પ્રભાવિત કરે છે.
• પહેલાં સ્થિરતા આપતા કણોને જલીય પ્રાવસ્થામાં વિખેરીને અને ત્યારબાદ તેલ/પાણીની પ્રાવસ્થાનું ઇમલ્સિફિકેશન કરીને પિકરિંગ ઇમલ્શન બનાવવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આદર્શ સાધન છે.

પિકરિંગ ઇમલ્શન

પિકરિંગ ઇમલ્શન ઇમલ્સિફાયર અથવા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થને બદલે અધિશોષિત ઘન કણો દ્વારા સ્થિર કરવામાં આવે છે. તેથી, પિકરિંગ ઇમલ્શનને “ઇમલ્સિફાયર-મુક્ત” અથવા “પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ-મુક્ત” ગણી શકાય છે, કારણ કે તે ઘન કણો દ્વારા સ્થિર કરવામાં આવે છે. જો તેલ અને પાણીને મિશ્રિત કરવામાં આવે અને તેલનાં નાનાં ટીપાં બનીને સમગ્ર પાણીમાં વિખેરાય, તો આખરે પ્રણાલીમાં ઊર્જાનું પ્રમાણ ઘટાડવા માટે ટીપાં એકબીજામાં ભળી જશે. જોકે, જો મિશ્રણમાં ઘન કણો ઉમેરવામાં આવે, તો તે આંતરપૃષ્ઠની સપાટી સાથે બંધાશે અને ટીપાંને એકબીજામાં ભળતાં અટકાવશે, જેથી ઇમલ્શન વધુ સ્થિર બનશે.
ઇમલ્સિફાયર વિના રચના ખાસ કરીને એવી ઉત્પાદન ફોર્મ્યુલેશનો માટે રસપ્રદ છે જેમાં પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોના ઉપયોગની નકારાત્મક અસરો થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે ઔષધીય અને સૌંદર્યપ્રસાધન ઉત્પાદનો માટે. વધુમાં, પરંપરાગત ઇમલ્સિફાયર દ્વારા સ્થિર કરાયેલાં ઇમલ્શનની સરખામણીમાં પિકરિંગ ઇમલ્શન વધુ સ્થિરતા દર્શાવે છે. ટીપાં પર ઘન કણોનું આવરણ એકબીજામાં ભળી જવા સામે કઠોર અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે અત્યંત સાંદ્ર ઇમલ્શનને પણ પિકરિંગ ઇમલ્શન તરીકે કાર્યક્ષમ રીતે સ્થિર કરી શકાય છે. તેલ–પાણીના આંતરપૃષ્ઠ પર અધિશોષિત ઘન નેનોકણો આંશિક રીતે પાણી અને તેલના માધ્યમમાં ડૂબેલા હોય છે, જેથી સ્થિરતા આપતા નેનોકણો જલસ્નેહી, જલવિરોધી અથવા ઉભયસ્નેહી ગુણધર્મો ધરાવી શકે છે. કણોનો આકાર અને કણોનું કદ પણ ઇમલ્શનની સ્થિરતાને અસર કરે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક સમાનાંગીકરણનાં ઉચ્ચ યાંત્રિક કર્તન બળો પ્રાવસ્થાઓનાં આંતરપૃષ્ઠો વચ્ચેના ઊર્જા અવરોધને પાર કરે છે. વધુમાં, સોનિકેશન નેનોકણોના સમુચ્ચયો અને ગૂચ્છોને તોડે છે અને અત્યંત બહુપરિક્ષેપિત ઇમલ્શન બનાવે છે.

પિકરિંગ ઇમલ્શનની તૈયારીનાં બંને પગલાં માટે સોનિકેશનનો ઉપયોગ થાય છે:

1. અધિશોષિત કણોને જલીય પ્રાવસ્થામાં વિખેરવા માટે
2. o/w મિશ્રણનું ઇમલ્સિફિકેશન કરવા માટે

સિલિકા સાથે પિકરિંગ ઇમલ્શન

પ્રથમ, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને જલસ્નેહી ફ્યુમ્ડ સિલિકા પાઉડર (જેમ કે Aerosil® 200 અથવા Aerosil® 380)ને પાણીમાં 100nmના ગૂચ્છો તરીકે વિખેરવામાં આવ્યો હતો.
બીજા પગલામાં, સોનિકેશન દ્વારા 20 wt% તેલ ધરાવતાં અને 2–10nm વ્યાસનાં ટીપાંવાળાં સ્થિર o/w ઇમલ્શન તૈયાર કરવામાં આવ્યાં હતાં.
જલીય પ્રાવસ્થામાં બ્યુટેનોલ, ઇથાઇલ એસિટેટ, બ્યુટાઇલ લેક્ટેટ અને ડાઇઇથાઇલ એડિપેટનાં સ્થિર, પારદર્શક ઇમલ્શન મેળવવા માટે 6% સિલિકા જરૂરી હતી. ડાઇઆઇસોબ્યુટાઇલ એડિપેટ માટે સ્થિર ઇમલ્શન મેળવવા ઓછામાં ઓછી 8% સિલિકા જરૂરી છે.
તૈયાર કરાયેલાં તમામ ઇમલ્શન ઓછામાં ઓછા 6 મહિના સુધી સ્થિર હોવાનું જોવા મળ્યું છે.
 

જોકે અસંશોધિત તેમજ કાર્યાત્મક સમૂહોથી સંશોધિત સિલિકા (SiO₂) સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કણોમાંની એક છે, અન્ય કણો, જેમ કે

• Fe₃O₄,
• હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ,
• એકસમાન કદના પોલિસ્ટાયરીન લેટેક્સ કણો,
• સાયક્લોડેક્સ્ટ્રિન અને માલ્ટોડેક્સ્ટ્રિન,
• હેલોયસાઇટ નેનોટ્યુબ્સ,
• હેમેટાઇટ (α-Fe₂O₃) સૂક્ષ્મકણો,
• પોલિ(મિથાઇલ મેથાક્રિલેટ) (PMMA),
• અદ્રાવ્ય કાઇટોસાન/જિલેટિન-B સંકુલ કણો

સહિત અન્ય ઘણા ઘન કણોનો સ્થિર પિકરિંગ ઇમલ્શન બનાવવા માટે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Xu, Yayuan; Song, Jiangfeng; Dai, Zhuqing; Niu, Liying; Dajing, Li; Wu, Caie (2022): Study on physicochemical characteristics of lutein nanoemulsions stabilized by chickpea protein isolate-stevioside complex. Journal of the Science of Food and Agriculture 102; 2022. 1872-1882.
• Xiao-Yan Wang and Marie-Claude Heuzey (2016): Chitosan-Based Conventional and Pickering Emulsions with Long-Term Stability. Langmuir 32, 4; 2016. 929–936.
• Bordes, C.; Bolzinger, M.-A.; El Achak, M.; Pirot, F.; Arquier, D.; Agusti, G.; Chevalier, Y. (2021): Formulation of Pickering emulsions for the development of surfactant-free sunscreen creams. International Journal of Cosmetic Science 43, 2021. 432-445.