Nhũ tương Pickering với Power Ultrasonics
- Nhũ tương Pickering được ổn định bởi các hạt rắn.
- Nhũ tương Pickering thuyết phục bởi nhân vật "emulsifier-Free" của chúng và sự ổn định nâng cao của chúng.
- Siêu âm là công cụ hoàn hảo để tạo ra nhũ tương Pickering bằng cách phân tán các hạt ổn định vào pha nước và thứ hai để nhũ hóa pha dầu/nước.
Nhũ tương Pickering
Nhũ tương Pickering được ổn định bằng hấp phụ các hạt rắn thay vì một chất nhũ hóa hoặc bề mặt. Qua đó, nhũ tương Pickering có thể được coi là "emulsifier-Free" hoặc “surfactant-miễn phí” vì chúng được ổn định bởi các hạt rắn. Nếu dầu và nước được trộn lẫn và các giọt dầu nhỏ được hình thành và phân tán trên khắp nước, cuối cùng các giọt sẽ kết hợp lại để giảm lượng điện năng trong hệ thống. Tuy nhiên, nếu các hạt rắn được thêm vào hỗn hợp, chúng sẽ liên kết với bề mặt của giao diện và ngăn chặn các giọt từ coalescing, do đó gây ra nhũ tương ổn định hơn.
Sự hình thành mà không có chất nhũ hóa đặc biệt thú vị cho việc xây dựng các sản phẩm mà việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt có tác dụng tiêu cực, ví dụ như cho các sản phẩm dược phẩm và Mỹ phẩm. Hơn nữa, nhũ tương Pickering cho thấy sự ổn định cao hơn so với nhũ tương được ổn địchbởi chất nhũ hóa thông thường. Lớp phủ giọt của các hạt rắn có chức năng như một rào cản cứng nhắc chống lại sự kết dính. Điều này có nghĩa rằng ngay cả nhũ tương tập trung cao có thể được ổn định hiệu quả như nhũ tương Pickering. Các hạt nano rắn, được hấp phụ giữa giao diện dầu-nước, được ngâm một phần trong môi trường nước và dầu, để các hạt nano ổn định có thể có tính chất hydrophilic, kỵ nước hoặc amphiphilic. Hình dạng hạt và kích thước hạt ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương, quá.
Lực cắt cơ học cao của đồng nhất siêu âm vượt qua rào cản năng lượng giữa các giao diện pha. Hơn nữa, sonication phá vỡ các cốt liệu và agglomerates của các hạt nano và tạo ra một nhũ tương đa phân rất cao.
Sonication được sử dụng cho cả hai bước chuẩn bị nhũ tương Pickering:
- để phân tán các hạt hấp thụ vào pha nước
- nhũ hóa hỗn hợp o/w
Pickering nhũ tương với silica
Lúc đầu, các loại bột silica bốc khói (chẳng hạn như Aerosil® 200 hoặc Aerosil® 380) đã được phân tán như 100nm agglomerates thành nước bằng cách sử dụng một thiết bị siêu âm.
Ở bước thứ hai, một nhũ tương ổn định o/w với 20% trọng lượng dầu và kích thước giọt đường kính 2 – 10nm được chuẩn bị bởi sonication.
Để có được các nhũ tương ổn định, trong suốt của butanol, ethyl axetat, butyl lactate, và diethyl adipate trong pha nước 6% silica là bắt buộc. Đối với diisobutyl adipate ít nhất 8% silica là cần thiết để có được một nhũ tương ổn định.
Tất cả các nhũ tương đã chuẩn bị có thể ổn định trong ít nhất 6 tháng.
Trong khi trần cũng như ngành hạt silica (SiO2) là một trong những hạt được sử dụng phổ biến nhất, các hạt khác như Fe3các4, hydroxyapatite, polystyrene monotán hạt mủ, cyclodextrine và maltodextrine, ống nano halloysite, hematit (α-Fe2các3) vi hạt, Poly (methyl Methacrylate) (PMMA), không hòa tan chitosan/gelatin-B phức hợp hạt vv đã được sử dụng thành công để tạo ra nhũ tương Pickering ổn định.
Lò phản ứng siêu âm cho nhũ tương
Sự kiện đáng biết
Dầu trong nước (o/w) nhũ tương Pickering
Nhũ tương dầu trong nước có đề cập đến một nhũ tương, nơi các giọt dầu được phân tán trong nước như pha liên tục. Loại nhũ tương Pickering này thường được ổn định bởi các hạt nano có góc liên hệ nhỏ hơn 90 º. o/w nhũ tương Pickering có thể được ổn định ví dụ như bằng cách sử dụng silica fumed, Fe3các4 hạt nano. Giai đoạn dầu của những nhũ tương Pickering có thể bao gồm ví dụ trong Dodecan, octadecenyl succinic anhydrit (odsa), toluene và butyl butyrate trong nước, tương ứng.
Nước trong dầu (w/o) nhũ tương Pickering
Nhũ tương Pickering nước trong dầu chứa các giọt nước như pha và dầu phân tán như pha liên tục. Các hạt nano có góc liên lạc lớn hơn 90 º là các chất ổn định tốt nhất cho các loại nhũ tương này. o/w nhũ tương Pickering có thể được ổn định bằng cách sử dụng các hạt nano từ tính.
Nhũ tương Pickering phức tạp
Đôi hoặc nhiều nhũ tương Pickering (w/o/w hoặc o/w/o) là các hệ thống phân tán phức tạp, nơi những giọt nhỏ bị đình chỉ trong những giọt lớn hơn được treo trong một pha liên tục. Đối với nhiều nhũ tương Pickering, một quá trình nhũ tương hai bước được thực hiện: đối với nhũ tương w/o/w, trong bước nhũ tương đầu tiên, nhũ tương w/o được ổn định bởi các hạt nano kỵ nước; trong bước nhũ tương thứ hai, các hạt nano hydrophilic được sử dụng làm chất ổn định. Nhiều nhũ tương có thể được hình thành như nước trong dầu (w/o/w) hoặc dầu-trong-nước-trong-dầu (o/w/o).
w/o/w nhũ tương thường được sử dụng như là phương tiện/tàu sân bay cho các hợp chất hoạt tính hydrophilic khác nhau và các loại thuốc (ví dụ như vitamin, chất chống oxy hóa, enzyme, vắc xin, kích thích tố), mà sau đó được phát hành từ từ. Vì một số hoạt chất cũng di chuyển từ bên ngoài đến giai đoạn bên trong của nhiều nhũ tương, các nhũ tương w/o/w hoạt động hoàn hảo cho việc phân phối phát hành/duy trì các hoạt chất.
Chuyển tiếp droplet
Một hiện tượng độc đáo xảy ra trong một số hệ thống nhũ tương Pickering là Bridging giọt. Chất keo nhô ra từ một bề mặt giọt có thể đồng thời hấp thụ đến một giao diện khác, chuyển hướng hai giọt. Các cây cầu bao gồm các lớp của các hạt keo và các giọt chỉ được tách ra bởi một màng mỏng của pha liên tục.
Caution: Video "duration" is missing