パワー超音波によるエマルションのピッカリング

• ピッカリングエマルションは固体粒子によって安定化されている。
• ピッカリングエマルションは、「乳化剤を使わない」という特徴と、その安定性の高さが特徴だ。
• 超音波は、第一に安定化粒子を水相に分散させ、第二に油／水相を乳化させることで、ピッカリングエマルションを作るのに最適のツールである。

ピッカリング乳剤

ピッカリングエマルションは、乳化剤や界面活性剤の代わりに吸着された固体粒子によって安定化される。そのため、ピッカリングエマルションは「乳化剤を含まない」、あるいは “界面活性剤フリー” 油滴は固体粒子によって安定化されるからである。油と水を混合し、小さな油滴を形成して水中に分散させた場合、最終的には液滴は合体して系内のエネルギー量を減少させる。しかし、混合物に固体粒子を加えると、界面表面に結合し、液滴の合体を防ぐため、エマルションはより安定する。
乳化剤を使用しないエマルション形成は、界面活性剤の使用が悪影響を及ぼす製品、例えば医薬品や化粧品などの製剤化に特に興味深い。さらに、ピッカリングエマルションは、従来の乳化剤で安定化されたエマルションと比較して、安定性が向上している。固体粒子の液滴コーティングは、合体に対する強固なバリアとして機能します。このことは、高濃度のエマルションであっても、ピッカリングエマルションとして効率的に安定化できることを意味する。油水界面の間に吸着される固体ナノ粒子は、一部が水と油の媒体に浸されているため、安定化ナノ粒子は親水性、疎水性、両親媒性の性質を持つことができる。粒子の形状や粒径もエマルションの安定性に影響する。

超音波ホモジナイゼーションの高い機械的せん断力は、相界面間のエネルギー障壁を克服する。さらに、超音波処理によってナノ粒子の凝集体や凝集塊が破壊され、高度に多分散したエマルションが形成される。

ソニケーションは、ピッカリング乳液の調製の両工程で使用される：

1. 吸着した粒子を水相に分散させる。
2. O/W混合物を乳化する

シリカ入りピッカリング乳剤

まず、親水性フュームドシリカ粉末（Aerosil® 200またはAerosil® 380など）を、超音波装置を用いて100nmの凝集体として水に分散させた。
第二段階では、超音波処理により、油分20wt%、液滴径2-10nmの安定なO/Wエマルションを調製した。
ブタノール、酢酸エチル、乳酸ブチル、アジピン酸ジエチルの水相で安定した透明なエマルションを得るには、6％のシリカが必要であった。アジピン酸ジイソブチルでは、安定したエマルションを得るために少なくとも8％のシリカが必要である。
調製された乳剤はすべて、少なくとも6ヶ月は安定であることが示された。
 

ベアおよび官能基化シリカ（SiO₂)は最もよく使われるパーティクルの一つである。

• フェ₃O₄,
• ヒドロキシアパタイト,
• 単分散ポリスチレン ラテックス粒子,
• シクロデキストリンとマルトデキストリン、
• ハロイサイトナノチューブ、
• ヘマタイト（α-Fe₂O₃)の微粒子である、
• ポリメタクリル酸メチル（PMMA）、
• 不溶性キトサン／ゼラチン-B複合体粒子

他の多くの固体粒子の中でも、安定したピッカリングエマルションを作るのに成功したものがある。

文献・参考文献