Mbledhja e emulsioneve me ultratinguj të fuqishëm
- Emulsionet pickuese stabilizohen nga grimcat e ngurta.
- Emulsionet pickuese bindin me karakterin e tyre “pa emulsifikues” dhe qëndrueshmërinë e tyre të shtuar.
- Ultrasonic është mjeti i përsosur për të krijuar emulsione Pickering duke shpërndarë së pari grimcat stabilizuese në fazën e ujit dhe së dyti për të emulsifikuar fazën vaj/ujë.
Emulsione mbledhëse
Emulsionet pickuese stabilizohen nga grimcat e ngurta të absorbuara në vend të një emulsifikuesi ose surfaktanti. Kështu, emulsionet Pickering mund të konsiderohen si "pa emulsifikues" ose “pa surfaktant” meqenëse stabilizohen nga grimcat e ngurta. Nëse vaji dhe uji përzihen dhe pikat e vogla të vajit formohen dhe shpërndahen në të gjithë ujin, përfundimisht pikat do të bashkohen për të ulur sasinë e energjisë në sistem. Megjithatë, nëse grimca të ngurta i shtohen përzierjes, ato do të lidhen me sipërfaqen e ndërfaqes dhe do të parandalojnë bashkimin e pikave, duke bërë që emulsioni të jetë më i qëndrueshëm.
Formimi pa emulsifikues është veçanërisht interesant për formulimin e produkteve për të cilat përdorimi i surfaktantëve ka efekte negative, p.sh. për produktet farmaceutike dhe kozmetike. Për më tepër, emulsionet Pickering tregojnë një qëndrueshmëri të zgjeruar në krahasim me emulsionet që stabilizohen nga emulsifikuesit konvencionalë. Veshja me pika e grimcave të ngurta funksionon si një pengesë e ngurtë kundër bashkimit. Kjo do të thotë që edhe emulsionet shumë të përqendruara mund të stabilizohen në mënyrë efikase si emulsione Pickering. Nanogrimcat e ngurta, të cilat absorbohen midis ndërfaqes vaj-ujë, janë pjesërisht të zhytura në ujë dhe mjedis vajor, në mënyrë që nanogrimcat stabilizuese të mund të kenë veti hidrofile, hidrofobike ose amfifilike. Forma e grimcave dhe madhësia e grimcave ndikojnë gjithashtu në stabilitetin e emulsionit.
Reaktor tejzanor për emulsione
Forcat e larta të prerjes mekanike të homogjenizimit tejzanor kapërcejnë pengesën e energjisë midis ndërfaqeve fazore. Për më tepër, sonikacioni thyen agregatet dhe aglomeratet e nanogrimcave dhe krijon një emulsion shumë të shpërndarë.
Sonication përdoret për të dy hapat e përgatitjes së një emulsioni mbledhës:
- për të shpërndarë grimcat e absorbuara në fazën e ujit
- për të emulsifikuar përzierjen o/w
Emulsioni Pickering me silicë
Në fillim, pluhurat e silicës së tymosur hidrofile (të tilla si Aerosil® 200 ose Aerosil® 380) u shpërndanë si aglomerate 100 nm në ujë duke përdorur një pajisje tejzanor.
Në hapin e dytë, u përgatitën një emulsione të qëndrueshme o/w me 20% peshë vaji dhe madhësia e pikës me diametër 2–10 nm me anë të sonikacionit.
Për të marrë emulsione të qëndrueshme, transparente të butanolit, acetatit etilik, laktatit butil dhe dietil adipatit në fazën ujore kërkohej 6% silicë. Për diizobutil adipatin kërkohet të paktën 8% silicë për të marrë një emulsion të qëndrueshëm.
Të gjitha emulsionet e përgatitura janë treguar të qëndrueshme për të paktën 6 muaj.
Ndërsa silicë e zhveshur dhe e funksionalizuar (SiO2) është një nga grimcat më të përdorura, grimca të tjera si p.sh
- fe3O4,
- hidroksiapatit,
- polistiren monodisperse grimcat e lateksit,
- ciklodekstrina dhe maltodekstrina,
- nanotubat halloysite,
- hematit (α-Fe2O3) mikrogrimca,
- poli(metilmetakrilat) (PMMA),
- grimcat e pazgjidhshme të kompleksit kitozan/xhelatinë-B
mes shumë grimcave të tjera të ngurta janë përdorur me sukses për të krijuar emulsione të qëndrueshme Pickering.
Literatura / Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
Vaj në ujë (o/w) Emulsione grumbulluese
Emulsioni Vjedhës vaj në ujë i referohet një emulsioni ku pikat e vajit shpërndahen në ujë si fazë e vazhdueshme. Ky lloj i emulsioneve Pickering përgjithësisht stabilizohet nga nano grimcat këndi i kontaktit të të cilave është më i vogël se 90º. o/w Emulsionet grumbulluese mund të stabilizohen p.sh. duke përdorur silicë të tymosur, Fe3O4 nano grimca. Faza vajore e atyre emulsioneve Pickering mund të përbëhet p.sh. në dodekan, anhidrid succinic oktadecenyl (ODSA), toluen dhe butyl butyrat në ujë, përkatësisht.
Ujë në vaj (pa/o) Emulsione grumbulluese
Emulsionet mbledhëse ujë në vaj përmbajnë pika uji si fazë e shpërndarë dhe vaj si fazë e vazhdueshme. Nano grimcat me kënd kontakti më të madh se 90º janë agjentët më të mirë stabilizues për këto lloj emulsionesh. o/w Emulsionet mbledhëse mund të stabilizohen me përdorimin e grimcave nano magnetike.
Emulsione Komplekse Pickering
Emulsionet Pickering të dyfishtë ose të shumëfishtë (w/o/w ose o/w/o) janë sisteme komplekse polidisperse ku pikat e vogla pezullohen brenda pikave më të mëdha që për më tepër pezullohen në një fazë të vazhdueshme. Për emulsionet e shumëfishta Pickering, kryhet një proces emulsifikimi me dy hapa: Për emulsionin aw/o/w, në hapin e parë të emulsifikimit, emulsioni w/o stabilizohet nga nanogrimca hidrofobike; në hapin e dytë të emulsifikimit, nanogrimcat hidrofile përdoren si stabilizues. Emulsione të shumta mund të formohen si ujë-në-vaj-në-ujë (w/o/w) ose vaj në-ujë-në-vaj (o/w/o).
Emulsionet w/o/w përdoren shpesh si mjete/bartës për komponime dhe barna të ndryshme aktive hidrofile (p.sh. vitamina, antioksidantë, enzima, vaksina, hormone), të cilat më pas lirohen ngadalë. Duke qenë se disa substanca aktive migrojnë gjithashtu nga faza e jashtme në atë të brendshme të një emulsioni të shumëfishtë, emulsione të tilla pa/pa funksionojnë në mënyrë të përkryer për lëshimin e vonuar / lëshimin e qëndrueshëm të substancave aktive.
Ura me pika
Një fenomen unik që ndodh në disa sisteme emulsioni Pickering është ura me pika. Koloidet që dalin nga një sipërfaqe pikëzore mund të absorbohen njëkohësisht në një ndërfaqe tjetër, duke kapërcyer dy pika. Urat përbëhen nga monoshtresa grimcash koloidale dhe pikat ndahen vetëm nga një shtresë e hollë e fazës së vazhdueshme.
