استفاده از میکرو/نانو ذرات در پایدارسازی امولسیون ها

مقدمه و هدف: امولسیون ها دیسپرسیون های مایع در مایعی هستند که فاز پراکنده در آن ها به صورت قطراتی در فاز پیوسته پخش شده است. این سیستم های کلوئیدی به صورت سیستم های آب/روغن، روغن/آب و یا امولسیون های چندگانه وجود دارند. امولسیون های متداول از نظر ترمودینامیکی ناپایدارند و به منظور پایدارسازی آن ها از ترکیبات فعال سطحی (سورفاکتانت ها) استفاده می شود. در سال های اخیر، پیشرفت های زیادی در پایداری امولسیون ها توسط میکرو/نانو ذرات حاصل شده و بهبود کیفیت سیستم های مذکور با استفاده از این ذرات مورد توجه قرار گرفته است. امولسیون های پایدار شده توسط ذرات جامد، پیکرینگ امولسیون (pickering) نامیده می شوند. محورهای اصلی مورد بررسی در تحقیقات پیرامون امولسیون های پایدار شده توسط میکرو/نانو ذرات، بررسی عوامل مولکولی کنترل کننده ترشوندگی و جذب ذرات، خواص ساختاری و مکانیکی لایه ی مایع بین سطحی غنی از ذرات و مکانیسم های پایداری قطرات پوشش داده شده با ذرات بوده است. در مقاله حاضر سیستم های امولسیون پیکرینگ و پایدارسازی آن ها توسط میکرو/نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. یافته ها: عوامل موثر در پایدارسازی امولسیون های پیکرینگ توسط میکرو/نانو ذرات کلوئیدی عبارتند از: 1) ویژگی ترشوندگی ذرات، 2) اندازه ذرات، 3) غلظت و بار سطحی ذرات و 4) قابلیت پخش شوندگی ذرات. میکرو/نانو ذرات کلوئیدی خواص پایدار کنندگی برجسته تری در مقایسه با پایدارکننده های معمول مورد استفاده در امولسیون های متداول دارند. برخلاف امولسیون‌های متداول، ذرات پایدار کننده مذکور با دارا بودن خصوصیات منحصر به فرد می‌توانند به‌طور تقریباً برگشت‌ناپذیری در سطح مشترک دو فاز جذب شده و با برهمکنش های ذره ذره قوی لایه بین سطحی متراکمی را تشکیل داده و با ممانعت فضایی، از تجمع قطرات جلوگیری کرده و به صورت موثر امولسیون پیکرینگ را پایدار کنند. تولید ذرات کلوئیدی موثر و ارزان با گرید خوراکی از جمله چالش های اصلی این فناوری است. امولسیون‌های پیکرینگ حاصل دارای مزایایی در مقایسه با امولسیون‌های متداول هستند که از آن جمله می توان به مقدار مورد نیاز میکرو/نانو ذرات پایدارکننده کمتر و پایداری بیشتر آن ها اشاره کرد. نتیجه گیری: امولسیون های پایدار شده توسط ذرات، با مکانیسم پایداری متفاوت و پایداری بیشتر می توانند جایگزین مناسبی برای امولسیون های متداول پایدار شده توسط سورفاکتانت های با وزن مولکولی کم باشند.