Пицкеринг емулзије са Повер Ултрасоницс
- Пицкеринг емулзије су стабилизоване чврстим честицама.
- Пицкеринг емулзије убедјују својим карактером „без емулгатора“ и побољшаном стабилношћу.
- Ултрасониц је савршен алат за стварање Пицкеринг емулзија тако што прво распршује стабилизирајуће честице у водену фазу, а друго за емулзију уља/водене фазе.
Пицкеринг емулзије
Пицкеринг емулзије се стабилизују помоћу адсорбованих чврстих честица уместо емулгатора или сурфактанта. Стога се Пицкерингове емулзије могу сматрати „без емулгатора“ или “без сурфактаната” пошто су стабилизовани чврстим честицама. Ако се уље и вода помешају и мале капљице уља се формирају и распршују по води, на крају ће се капљице спојити како би се смањила количина енергије у систему. Међутим, ако се чврсте честице додају у смешу, оне ће се везати за површину интерфејса и спречити да се капљице споје, чиме ће емулзија бити стабилнија.
Формирање без емулгатора је посебно интересантно за формулацију производа за које употреба сурфактаната има негативне ефекте, на пример за фармацеутске и козметичке производе. Штавише, Пицкерингове емулзије показују већу стабилност у поређењу са емулзијама које су стабилизоване конвенционалним емулгаторима. Капљични премаз чврстих честица функционише као крута баријера против коалесценције. То значи да чак и висококонцентроване емулзије могу бити ефикасно стабилизоване као Пицкеринг емулзије. Чврсте наночестице, које се адсорбују између интерфејса уље-вода, делимично су уроњене у воду и уљни медијум, тако да стабилизирајуће наночестице могу имати хидрофилна, хидрофобна или амфифилна својства. Облик и величина честица такође утичу на стабилност емулзије.
Ултразвучни реактор за емулзије
Високе механичке силе смицања ултразвучне хомогенизације превазилазе енергетску баријеру између фазних интерфејса. Штавише, соникација разбија агрегате и агломерате наночестица и ствара високо полидисперзну емулзију.
Соникација се користи за оба корака припреме берберске емулзије:
- да би се адсорбоване честице распршиле у водену фазу
- да емулгује о/в смешу
Пицкеринг емулзија са силицијумом
У почетку, хидрофилни испарени прах силицијум диоксида (као што је Аеросил® 200 или Аеросил® 380) је диспергован у облику 100нм агломерата у воду помоћу ултразвучног уређаја.
У другом кораку, соникацијом су припремљене стабилне о/в емулзије са 20 теж% уља и величине капљица пречника 2–10 нм.
За добијање стабилних, провидних емулзија бутанола, етил ацетата, бутил лактата и диетил адипата у воденој фази било је потребно 6% силицијум диоксида. За диизобутил адипат је потребно најмање 8% силицијум диоксида да би се добила стабилна емулзија.
Све припремљене емулзије су показале да су стабилне најмање 6 месеци.
Док је гол, као и функционализован силицијум диоксид (СиО2) је једна од најчешће коришћених честица, остале честице као нпр
- фе3О4,
- хидроксиапатит,
- монодисперзни полистирен честице латекса,
- циклодекстрин и малтодекстрин,
- халоизит наноцеви,
- хематит (α-Фе2О3) микрочестице,
- поли(метил метакрилат) (ПММА),
- нерастворљиве честице комплекса хитозан/желатин-Б
између многих других чврстих честица су успешно коришћене за стварање стабилних Пицкеринг емулзија.
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Уље у води (о/в) Пицкеринг емулзије
Пицкеринг емулзија уље у води се односи на емулзију у којој су капљице уља дисперговане у води као континуирана фаза. Ова врста Пицкеринг емулзија је генерално стабилизована нано честицама чији је контактни угао мањи од 90º. о/в Пицкеринг емулзије се могу стабилизовати нпр. употребом испареног силицијум диоксида, Фе3О4 нано честице. Уљна фаза тих Пицкеринг емулзија може се састојати нпр. од додекана, октадеценил сукцинског анхидрида (ОДСА), толуена и бутил бутирата у води, респективно.
Вода у уљу (в/о) Пицкеринг емулзије
Пицкеринг емулзије воде у уљу садрже капљице воде као дисперговану фазу и уље као континуирану фазу. Нано честице са контактним углом већим од 90º су најбољи стабилизатори за ове врсте емулзија. о/в Пицкеринг емулзије се могу стабилизовати употребом магнетних нано честица.
Комплексне Пицкеринг емулзије
Двоструке или вишеструке Пицкеринг емулзије (в/о/в или о/в/о) су сложени полидисперзни системи где су мале капљице суспендоване унутар већих капљица које су надаље суспендоване у континуираној фази. За вишеструке Пицкеринг емулзије, спроводи се процес емулзификације у два корака: За ав/о/в емулзију, у првом кораку емулзификације, в/о емулзија се стабилизује хидрофобним наночестицама; у другом кораку емулзификације, хидрофилне наночестице се користе као стабилизатор. Вишеструке емулзије се могу формирати као вода-у-уљу-у-води (в/о/в) или уље у-води-у-уљу (о/в/о).
в/о/в емулзије се често користе као носачи за разна хидрофилна активна једињења и лекове (нпр. витамине, антиоксиданте, ензиме, вакцине, хормоне), који се затим полако ослобађају. Како неке активне супстанце такође мигрирају из спољашње у унутрашњу фазу вишеструке емулзије, такве в/о/в емулзије савршено раде за успорено ослобађање/достављање активних супстанци са продуженим ослобађањем.
Дроплет Бридгинг
Јединствена појава која се јавља у неким Пицкеринг емулзионим системима је премошћавање капљица. Колоиди који вире из површине капљице могу истовремено да се адсорбују на другу међупростору, премошћујући две капљице. Мостови се састоје од монослојева колоидних честица, а капљице су одвојене само танким филмом континуалне фазе.
