Pickering อิมัลชันพร้อมอัลตราโซนิกกําลัง
- อิมัลชัน Pickering มีความเสถียรโดยอนุภาคของแข็ง
- อิมัลชัน Pickering โน้มน้าวใจด้วยลักษณะ "ปราศจากอิมัลซิไฟเออร์" และความเสถียรที่เพิ่มขึ้น
- อัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบในการสร้างอิมัลชัน Pickering โดยการกระจายอนุภาคที่มีความเสถียรลงในเฟสน้ําก่อนและประการที่สองเพื่อทําให้เฟสน้ํามัน / น้ําเป็นอิมัลชัน
อิมัลชัน Pickering
อิมัลชัน Pickering มีความเสถียรโดยอนุภาคของแข็งที่ดูดซับแทนอิมัลซิไฟเออร์หรือสารลดแรงตึงผิว ด้วยเหตุนี้อิมัลชัน Pickering จึงถือได้ว่าเป็น "ปราศจากอิมัลซิไฟเออร์" หรือ “ปราศจากสารลดแรงตึงผิว” เนื่องจากมีความเสถียรโดยอนุภาคของแข็ง หากน้ํามันและน้ําผสมกันและหยดน้ํามันขนาดเล็กก่อตัวขึ้นและกระจายไปทั่วน้ําในที่สุดหยดน้ําจะรวมตัวกันเพื่อลดปริมาณพลังงานในระบบ อย่างไรก็ตามหากมีการเพิ่มอนุภาคของแข็งลงในส่วนผสมพวกมันจะจับกับพื้นผิวของส่วนต่อประสานและป้องกันไม่ให้หยดรวมตัวกันจึงทําให้อิมัลชันมีเสถียรภาพมากขึ้น
การก่อตัวโดยไม่มีอิมัลซิไฟเออร์นั้นน่าสนใจอย่างยิ่งสําหรับการกําหนดผลิตภัณฑ์ที่การใช้สารลดแรงตึงผิวมีผลเสียเช่นสําหรับผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสําอาง นอกจากนี้ อิมัลชัน Pickering ยังแสดงความเสถียรที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับอิมัลชันที่มีความเสถียรโดยอิมัลซิไฟเออร์ทั่วไป การเคลือบหยดของอนุภาคของแข็งทําหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการรวมตัวกันอย่างแข็งขัน ซึ่งหมายความว่าแม้แต่อิมัลชันที่มีความเข้มข้นสูงก็สามารถทําให้เสถียรได้อย่างมีประสิทธิภาพในฐานะอิมัลชัน Pickering อนุภาคนาโนที่เป็นของแข็งซึ่งถูกดูดซับระหว่างส่วนต่อประสานระหว่างน้ํามันและน้ําบางส่วนถูกแช่อยู่ในน้ําและตัวกลางของน้ํามันเพื่อให้อนุภาคนาโนที่เสถียรสามารถมีคุณสมบัติที่ชอบน้ําไม่ชอบน้ําหรือแอมฟิฟิลิก รูปร่างของอนุภาคและขนาดอนุภาคส่งผลต่อความเสถียรของอิมัลชันด้วย
เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับอิมัลชัน
แรงเฉือนเชิงกลสูงของการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกเอาชนะอุปสรรคด้านพลังงานระหว่างอินเทอร์เฟซเฟส นอกจากนี้การ sonication จะทําลายมวลรวมและการรวมตัวกันของอนุภาคนาโนและสร้างอิมัลชันที่มีการกระจายตัวสูง
Sonication ใช้สําหรับทั้งสองขั้นตอนของการเตรียมอิมัลชัน pickering:
- เพื่อกระจายอนุภาคที่ดูดซับลงในเฟสน้ํา
- เพื่อทําให้ส่วนผสม O/W เป็นอิมัลชัน
Pickering อิมัลชันกับซิลิกา
ในตอนแรกผงซิลิกาที่มีควันน้ําชอบน้ํา (เช่น Aerosil® 200 หรือ Aerosil® 380) ถูกกระจายเป็นก้อน 100 นาโนเมตรลงในน้ําโดยใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิก
ในขั้นตอนที่สองอิมัลชัน o / w ที่เสถียรที่มีน้ํามัน 20 wt% และขนาดหยดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2-10 นาโนเมตรถูกเตรียมโดยการ sonication
เพื่อให้ได้อิมัลชันที่เสถียรและโปร่งใสของบิวทานอล เอทิลอะซิเตท บิวทิลแลคเตท และไดเอทิลอะดิเปตในเฟสน้ํา 6% ของซิลิกา สําหรับ diisobutyl adipate ต้องใช้ซิลิกาอย่างน้อย 8% เพื่อให้ได้อิมัลชันที่เสถียร
อิมัลชันที่เตรียมไว้ทั้งหมดแสดงให้เห็นว่ามีความเสถียรเป็นเวลาอย่างน้อย 6 เดือน
ในขณะที่ซิลิกาเปลือยและใช้งานได้ (SiO2) เป็นหนึ่งในอนุภาคที่ใช้กันมากที่สุดอนุภาคอื่น ๆ เช่น
- เฟ3O4,
- ไฮดรอกซีอะพาไทต์,
- โพลีสไตรีนแบบโมโนกระจาย อนุภาคน้ํายาง,
- ไซโคลเดกซ์ทรินและมอลโทเดกซ์ทริน
- ท่อนาโน halloysite,
- เฮมาไทต์ (α-Fe2O3) อนุภาคขนาดเล็ก
- โพลี (เมทิลเมทาคริเลต) (PMMA),
- อนุภาคคอมเพล็กซ์ไคโตซาน/เจลาติน-บีที่ไม่ละลายน้ํา
ท่ามกลางอนุภาคของแข็งอื่น ๆ อีกมากมายประสบความสําเร็จในการสร้างอิมัลต์ Pickering ที่เสถียร
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
อิมัลชัน Pickering น้ํามันในน้ํา (o/w)
อิมัลเออร์ Pickering น้ํามันในน้ําหมายถึงอิมัลชันที่หยดน้ํามันกระจายตัวในน้ําเป็นเฟสต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้วอิมัลชัน Pickering ประเภทนี้จะเสถียรโดยอนุภาคนาโนที่มีมุมสัมผัสน้อยกว่า 90º o / w อิมัลชัน Pickering สามารถทําให้เสถียรได้ เช่น โดยใช้ซิลิกาควัน Fe3O4 อนุภาคนาโน เฟสน้ํามันของอิมัลชัน Pickering เหล่านั้นอาจประกอบด้วย dodecane, octadecenyl succinic anhydride (ODSA), toluene และ butyl butyrate ในน้ําตามลําดับ
น้ําในน้ํามัน (ไม่มี) อิมัลชัน Pickering
อิมัลชัน Pickering แบบน้ําในน้ํามันประกอบด้วยหยดน้ําเป็นเฟสกระจายตัวและน้ํามันเป็นเฟสต่อเนื่อง อนุภาคนาโนที่มีมุมสัมผัสมากกว่า 90º เป็นสารทําให้คงตัวที่ดีที่สุดสําหรับอิมัลชันประเภทนี้ o / w อิมัลชัน Pickering สามารถรักษาเสถียรภาพได้โดยใช้อนุภาคนาโนแม่เหล็ก
อิมัลชัน Pickering เชิงซ้อน
อิมัลชัน Pickering คู่หรือหลายตัว (w / o / w หรือ o / w / o) เป็นระบบ polydisperse ที่ซับซ้อนซึ่งหยดเล็ก ๆ จะถูกแขวนลอยอยู่ภายในหยดขนาดใหญ่ซึ่งถูกแขวนลอยในเฟสต่อเนื่อง สําหรับอิมัลชัน Pickering หลายตัวกระบวนการอิมัลชันสองขั้นตอนจะดําเนินการ: สําหรับอิมัลชัน w / o / w ในขั้นตอนแรกอิมัลชัน w / o จะเสถียรโดยอนุภาคนาโนที่ไม่ชอบน้ํา ในขั้นตอนที่สองอิมัลชันอนุภาคนาโนที่ชอบน้ําจะถูกใช้เป็นสารทําให้คงตัว อิมัลชันหลายชนิดสามารถเกิดขึ้นได้เป็นน้ําในน้ํามันในน้ํา (w/o/w) หรือน้ํามันในน้ําในน้ํามัน (o/w/o)
อิมัลชัน w / o / w มักใช้เป็นพาหนะ / พาหะสําหรับสารออกฤทธิ์และยาที่ชอบน้ําต่างๆ (เช่น วิตามิน สารต้านอนุมูลอิสระ เอนไซม์ วัคซีน ฮอร์โมน) ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆ เนื่องจากสารออกฤทธิ์บางชนิดยังย้ายจากระยะภายนอกไปยังระยะด้านในของอิมัลชันหลายตัวอิมัลชัน w/o/w ดังกล่าวจึงทํางานได้อย่างสมบูรณ์แบบสําหรับการส่งมอบสารออกฤทธิ์ที่ช้า / ปล่อยอย่างต่อเนื่อง
การเชื่อมหยด
ปรากฏการณ์เฉพาะที่เกิดขึ้นในระบบอิมัลชัน Pickering บางระบบคือการเชื่อมหยด คอลลอยด์ที่ยื่นออกมาจากพื้นผิวหยดสามารถดูดซับไปยังส่วนต่อประสานอื่นได้พร้อมกัน สะพานประกอบด้วยอนุภาคคอลลอยด์ชั้นเดียวและหยดจะถูกแยกออกจากกันด้วยฟิล์มบาง ๆ ของเฟสต่อเนื่องเท่านั้น
