Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để chọn các hạt tốt nhất để cải thiện độ ổn định của nhũ tương? Hiểu được tác động của góc tiếp xúc đến độ ổn định!
Với sự gia tăng nhận thức về môi trường, các chất nhũ hóa truyền thống ngày càng bị đặt câu hỏi, khiến các nhà khoa học phải khám phá lại tính ổn định của chất lỏng. Một công nghệ được gọi là "nhũ tương Ramsden" hay "nhũ tương Pickering" đã gây được sự chú ý vì nó sử dụng các hạt rắn để ổn định nhũ tương. Công nghệ này không chỉ có thể cải thiện độ ổn định của nhũ tương mà còn tính đến chi phí và bảo vệ môi trường, khiến nó trở thành một điểm nóng nghiên cứu mới nổi.
Nhũ tương Ramsden là nhũ tương sử dụng các hạt rắn để ổn định bề mặt tiếp xúc nước-dầu. Bằng cách hấp phụ các hạt giữa hai pha, các hạt có thể ngăn chặn hiệu quả sự kết tụ của các giọt dầu, từ đó cải thiện tính ổn định của nhũ tương.
Nhũ tương truyền thống bao gồm nước và dầu Khi dầu được trộn vào nước để tạo thành nhũ tương nước trong dầu (O/W), các giọt dầu cuối cùng sẽ kết tụ lại do sự giảm năng lượng. Tuy nhiên, khi thêm các hạt rắn vào, các hạt này có khả năng liên kết với bề mặt của các giọt dầu, ngăn chúng kết tụ với nhau, từ đó làm cho nhũ tương ổn định hơn.
Các đặc tính của hạt như tính ưa nước, hình dạng và kích thước cũng như nồng độ chất điện phân trong pha liên tục và tỷ lệ thể tích của hai pha, tất cả đều ảnh hưởng đến độ ổn định của nhũ tương. Góc tiếp xúc tại bề mặt phân cách giữa các hạt và giọt dầu là một chỉ số quan trọng để mô tả tính ưa nước của các hạt. Nếu góc tiếp xúc giữa hạt và bề mặt thấp, phần lớn hạt sẽ bị làm ướt bởi các giọt dầu, gây khó khăn cho việc ngăn chặn sự kết tụ của các giọt dầu. Do đó, các hạt ưa nước một phần được ưa chuộng hơn vì các hạt như vậy có thể được làm ướt một phần bởi cả hai chất lỏng cùng lúc, do đó liên kết tốt hơn với bề mặt giọt dầu.
Độ ổn định nhũ tương tối ưu đạt được khi góc tiếp xúc giữa các hạt và hai pha là 90°, đòi hỏi năng lượng ổn định thấp nhất.
Trong hầu hết các trường hợp, pha làm ướt ưa thích của hạt sẽ là pha liên tục trong hệ nhũ tương. Lấy sữa làm ví dụ, nó là một loại nhũ tương Ramsden. Các đơn vị protein sữa (casein) được hấp phụ trên bề mặt các giọt chất béo sữa và hoạt động như chất hoạt động bề mặt. Trong quá trình nhũ hóa, casein thay thế màng cầu mỡ sữa bị hư hỏng, từ đó tăng cường tính ổn định của nhũ tương.
Trong 20 năm qua, với việc tập trung vào các vấn đề của chất nhũ hóa truyền thống, nhũ tương Ramsden đã thu hút được sự chú ý mới trong nghiên cứu. Các hạt nano tổng hợp được coi là đối tượng nghiên cứu chính của chất ổn định nhũ tương Ramsden, nhưng gần đây các hạt hữu cơ tự nhiên cũng dần nhận được sự chú ý. Những hạt tự nhiên này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn có thể phân hủy và có thể lấy từ các nguồn tài nguyên tái tạo.
Nhũ tương Pickering được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thu hồi dầu và phục hồi nước. Một số loại nhũ tương Pickering vẫn ổn định trong đường tiêu hóa và thể hiện khả năng kháng lipase đáng ngạc nhiên, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng chúng trong hệ thống phân phối qua đường uống để kiểm soát quá trình tiêu hóa lipid và đáp ứng nhu cầu.
Trên thực tế, độ ổn định của nhũ tương Ramsden cũng có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các "hạt Janus" có tính ưa nước và kỵ nước khác nhau ở cả hai mặt. Phương pháp này hiệu quả hơn vì các hạt có năng lượng hấp phụ cao hơn ở bề mặt phân cách lỏng-lỏng. Ngoài ra, các hạt latex cũng có thể được sử dụng để ổn định nhũ tương Ramsden và được nung chảy và đúc để tạo thành các lớp vỏ hoặc viên nang có khả năng thấm nước. Hình thức bẫy này cũng có thể được sử dụng trong nhũ tương nước trong nước.
Các hạt nhũ tương Ramsden này không chỉ có thể được sử dụng làm khuôn cho quá trình đóng gói vi mô, tạo thành các viên nang kín, không thấm nước mà còn để tạo ra nhũ tương nước trong nước (tức là hệ phân tán các dung dịch polyme nước tách pha). Các kỹ thuật đóng gói như vậy có thể được thiết kế để có thể đảo ngược trong các môi trường khác nhau. Các vi bọt ổn định của Pickering cũng có thể cho thấy giá trị tiềm năng trong việc ứng dụng các chất tương phản siêu âm.
Với việc nghiên cứu sâu hơn về độ ổn định của nhũ tương, các nhà khoa học ngày càng khám phá ra tầm quan trọng của các yếu tố như lựa chọn hạt, kiểm soát góc tiếp xúc và đặc tính bề mặt trong việc cải thiện độ ổn định của nhũ tương. mọi người sẽ nhận được?
