उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिक्स से पिकरिंग इमल्शन

• पिकरिंग इमल्शन ठोस कणों द्वारा स्थिर किए जाते हैं।
• पिकरिंग इमल्शन अपनी “पायसीकारक-मुक्त” प्रकृति और बढ़ी हुई स्थिरता के कारण प्रभावशाली हैं।
• पहले स्थिरकारी कणों को जलीय प्रावस्था में परिक्षेपित करके और फिर तेल/जल प्रावस्था का पायसीकरण करके पिकरिंग इमल्शन बनाने के लिए अल्ट्रासाउंड एक आदर्श साधन है।

पिकरिंग इमल्शन

पिकरिंग इमल्शन किसी पायसीकारक या पृष्ठसक्रिय पदार्थ के बजाय अधिशोषित ठोस कणों द्वारा स्थिर किए जाते हैं। इसलिए पिकरिंग इमल्शन को “पायसीकारक-मुक्त” या “पृष्ठसक्रिय पदार्थ-मुक्त” माना जा सकता है, क्योंकि वे ठोस कणों द्वारा स्थिर किए जाते हैं। यदि तेल और जल को मिलाया जाए तथा तेल की छोटी बूंदें बनाकर पूरे जल में परिक्षेपित कर दी जाएं, तो अंततः ये बूंदें तंत्र की ऊर्जा को कम करने के लिए आपस में विलय हो जाएंगी। हालांकि, यदि मिश्रण में ठोस कण मिलाए जाएं, तो वे अंतरापृष्ठ की सतह से जुड़ जाएंगे और बूंदों को आपस में विलय होने से रोकेंगे, जिससे इमल्शन अधिक स्थिर होगा।
पायसीकारक के बिना इमल्शन बनाना विशेष रूप से उन उत्पादों के सूत्रीकरण के लिए दिलचस्प है जिनमें पृष्ठसक्रिय पदार्थों के उपयोग से नकारात्मक प्रभाव पड़ते हैं, उदाहरण के लिए औषधीय और सौंदर्य प्रसाधन उत्पाद। इसके अलावा, पारंपरिक पायसीकारकों द्वारा स्थिर किए गए इमल्शन की तुलना में पिकरिंग इमल्शन अधिक स्थिरता दिखाते हैं। बूंदों पर ठोस कणों की परत उनके आपस में विलय होने के विरुद्ध एक कठोर अवरोध का काम करती है। इसका अर्थ है कि अत्यधिक सांद्रित इमल्शन को भी पिकरिंग इमल्शन के रूप में कुशलतापूर्वक स्थिर किया जा सकता है। तेल–जल अंतरापृष्ठ पर अधिशोषित ठोस नैनोकण आंशिक रूप से जल और तेल माध्यम में डूबे रहते हैं, इसलिए स्थिरकारी नैनोकणों में जलरागी, जलविरागी या उभयरागी गुण हो सकते हैं। कणों का आकार और आकृति भी इमल्शन की स्थिरता को प्रभावित करते हैं।

अल्ट्रासोनिक समांगीकरण के उच्च यांत्रिक अपरूपण बल प्रावस्थाओं के अंतरापृष्ठों के बीच के ऊर्जा अवरोध को पार करते हैं। इसके अलावा, सोनिकेशन नैनोकणों के समुच्चयों और समूहित पुंजों को तोड़ता है तथा अत्यधिक बहुपरिक्षेपी इमल्शन बनाता है।

पिकरिंग इमल्शन तैयार करने के दोनों चरणों में सोनिकेशन का उपयोग किया जाता है:

1. अधिशोषित कणों को जलीय प्रावस्था में परिक्षेपित करने के लिए
2. o/w मिश्रण का पायसीकरण करने के लिए

सिलिका के साथ पिकरिंग इमल्शन

पहले, जलरागी फ्यूम्ड सिलिका पाउडरों (जैसे Aerosil® 200 या Aerosil® 380) को एक अल्ट्रासोनिक उपकरण की सहायता से 100nm के समूहित पुंजों के रूप में जल में परिक्षेपित किया गया।
दूसरे चरण में, सोनिकेशन द्वारा 20 wt% तेल और 2–10nm व्यास वाली बूंदों के साथ स्थिर o/w इमल्शन तैयार किए गए।
जलीय प्रावस्था में ब्यूटेनॉल, एथिल एसीटेट, ब्यूटिल लैक्टेट और डाइएथिल एडिपेट के स्थिर, पारदर्शी इमल्शन प्राप्त करने के लिए 6% सिलिका की आवश्यकता थी। डाइआइसोब्यूटिल एडिपेट का स्थिर इमल्शन प्राप्त करने के लिए कम से कम 8% सिलिका की आवश्यकता होती है।
तैयार किए गए सभी इमल्शन कम से कम 6 महीने तक स्थिर पाए गए हैं।
 

यद्यपि असंशोधित तथा कार्यात्मक समूहों से संशोधित सिलिका (SiO₂) सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कणों में से एक है, अन्य कणों जैसे

• Fe₃O₄,
• हाइड्रॉक्सीएपेटाइट,
• एकपरिक्षेपी पॉलीस्टाइरीन लेटेक्स कण,
• साइक्लोडेक्सट्रिन और माल्टोडेक्सट्रिन,
• हैलॉयसाइट नैनोट्यूब,
• हेमेटाइट (α-Fe₂O₃) सूक्ष्मकण,
• पॉली(मेथिल मेथाक्रिलेट) (PMMA),
• अघुलनशील काइटोसान/जिलेटिन-B संकुल कण

सहित कई अन्य ठोस कणों का स्थिर पिकरिंग इमल्शन बनाने के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है।

साहित्य / संदर्भ

• 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.