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Como escolher as melhores partículas para melhorar a estabilidade da emulsão? Entenda o impacto do ângulo de contato na estabilidade!
Com o aumento da consciência ambiental, os emulsificantes tradicionais têm sido cada vez mais questionados, levando os cientistas a reexplorar a estabilidade dos líquidos. Uma tecnologia chamada "emulsão Ramsden" ou "emulsão Pickering" ganhou atenção porque utiliza partículas sólidas para estabilizar a emulsão. Esta tecnologia pode não só melhorar a estabilidade da emulsão, mas também ter em conta a protecção ambiental e os custos, tornando-a um hotspot de investigação emergente.
A emulsão Ramsden é uma emulsão que utiliza partículas sólidas para estabilizar a interface água-óleo. Ao adsorver as partículas entre as duas fases, as partículas podem prevenir eficazmente a agregação de gotículas de óleo, melhorando assim a estabilidade da emulsão.
As emulsões tradicionais são compostas de água e óleo. Quando o óleo é misturado à água para formar uma emulsão água em óleo (O/W), as gotículas de óleo eventualmente se agregam devido à redução de energia. Porém, quando são adicionadas partículas sólidas, essas partículas conseguem se ligar à superfície das gotículas de óleo, evitando que elas se agreguem entre si, tornando a emulsão mais estável.
As características das partículas, como hidrofilicidade, forma e tamanho, bem como a concentração de eletrólito na fase contínua e a proporção de volume das duas fases, afetam a estabilidade da emulsão. O ângulo de contato na interface entre partículas e gotículas de óleo é um indicador importante para descrever a hidrofilicidade das partículas. Se o ângulo de contato entre a partícula e a interface for baixo, a partícula será principalmente molhada pelas gotículas de óleo, dificultando a prevenção da agregação das gotículas de óleo. Portanto, partículas que são parcialmente hidrofílicas são mais desejáveis porque tais partículas são capazes de ser parcialmente umedecidas por ambos os líquidos ao mesmo tempo, ligando-se assim melhor à superfície da gota de óleo.
A estabilidade ideal da emulsão é alcançada quando o ângulo de contato entre as partículas e as duas fases é de 90°, o que requer a menor energia de estabilização.
Na maioria dos casos, a fase umectante preferida da partícula será a fase contínua em um sistema de emulsão. Tomando o leite como exemplo, é um tipo de emulsão de Ramsden. As unidades de proteína do leite (caseína) são adsorvidas na superfície dos glóbulos de gordura do leite e atuam como surfactantes. Durante o processo de emulsificação, a caseína substitui as membranas danificadas dos glóbulos de gordura do leite, aumentando assim a estabilidade da emulsão.
Nos últimos 20 anos, com foco nos problemas dos emulsificantes tradicionais, as emulsões Ramsden ganharam nova atenção na pesquisa. As nanopartículas sintéticas são consideradas o principal objeto de pesquisa dos estabilizadores de emulsão Ramsden, mas recentemente as partículas orgânicas naturais também têm recebido gradualmente atenção. Estas partículas naturais não são apenas económicas, mas também são degradáveis e podem ser obtidas a partir de recursos renováveis.
As emulsões pickering são amplamente utilizadas em áreas como recuperação de petróleo e restauração de água. Certos tipos de emulsões Pickering permanecem estáveis no trato gastrointestinal e apresentam surpreendente resistência às lipases, o que facilita seu uso em sistemas de administração oral para controlar a digestão lipídica e atender à demanda.
Na verdade, a estabilidade da emulsão Ramsden também pode ser melhorada usando "partículas Janus" com hidrofilicidade e hidrofobicidade diferentes em ambos os lados. Este método é mais eficaz porque as partículas têm maior energia de adsorção na interface líquido-líquido. Além disso, as partículas de látex também podem ser usadas para estabilizar emulsões Ramsden e ser fundidas e moldadas para formar invólucros ou cápsulas permeáveis. Esta forma de aprisionamento também pode ser usada em emulsões água-em-água.
Essas partículas de emulsão Ramsden podem ser usadas não apenas como modelos para microencapsulação, formando cápsulas fechadas e impermeáveis, mas também para fazer emulsões água em água (isto é, uma dispersão de soluções aquosas de polímeros separadas por fases). Tais técnicas de encapsulamento podem ser projetadas para serem reversíveis em diferentes ambientes. As microbolhas estáveis de Pickering também podem apresentar valor potencial na aplicação de agentes de contraste ultrassonográficos.
Com o aprofundamento da pesquisa sobre a estabilidade da emulsão, os cientistas estão descobrindo cada vez mais a importância de fatores como seleção de partículas, controle do ângulo de contato e características da superfície na melhoria da estabilidade da emulsão. Portanto, no futuro, nesta tecnologia, quais serão os avanços e aplicações adicionais. as pessoas vão conseguir?
