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研究人员用新技术创造了一种最小的纳米粒子稳定的纳米乳剂
编辑:尚蒙科技无锡有限公司   时间:2018-08-30

MIE助理教授Sushant Anand及其研究员在油水混合物或“乳液”方面取得了多项突破。现在,研究人员通过在液滴周围自组装纳米粒子形成超小(100-400纳米)纳米乳液,将他们的研究提升到一个新的水平。

制造纳米乳液的传统方法有多个步骤,但Anand和他的团队已经开发出一种单步技术来创建更快,更节能和更小的纳米乳液。该研究的结果最近发表在ACS  Applied Materials and Interfaces  期刊上,标题为“  通过蒸汽冷凝合成皮克林纳米乳液”


“纳米技术在处理当今时代的许多问题方面发挥着巨大的作用。以油水乳液为例。采用液滴尺寸的'纳米'可以使许多基产品(如化妆品)的保质期产生巨大差异。食品,药物输送和许多数十亿美元的产业。通常使用表面活性剂分子来防止液滴聚集在一起。但这种分子在许多情况下会产生不良影响。因此,人们越来越关注制造无表面活性剂的纳米粒子稳定的乳液,“阿南德说。   

该团队面临的挑战是制造纳米粒子的纳米液滴乳液,称为皮克林乳液。“用纳米级的液滴制造这种乳液几十年来一直是一个非常大的挑战,”Anand观察到。

在之前发表在Nature Communications上的一篇文章中  ,Anand和他在麻省理工学院的合作者之前表示,他们可以创造纳米乳液,其中液滴通过表面活性剂稳定。阿南德和他的学生想知道这项新技术是否有可能用于制造皮克林纳米乳液,所以他们继续发现了这一点。

“乳液可以通过许多不同的方式制成,但不幸的是,对于表面活性剂起作用,不一定适用于。所以不能保证我们会成功,”在Anand的指导下工作的博士后董金康补充道。“但是,新技术确实成功实现了它的目标。”

该过程包括取油并将其冷却至露点以下,以使水凝结在油上,如果油具有合适的性质,并且如果其具有足够浓度的纳米颗粒,那么水滴将自我分散在油和纳米颗粒中。将围绕它们自组装以制造纳米乳液。

“我们在工作中表现出的是,我们制造了一种最小的含纳米粒子的纳米乳液。令人兴奋的是,以传统方式制造这些乳液,它们必须经历多个步骤。而且它们需要非常好的高颗粒浓度可制成小纳米乳液。但我们能够在几分钟内制成乳液并使它们非常小 - 浓度比以前人们试图做的低10倍,“Anand说道,他是UIC的Anand研究组实验室。“我们的技术具有很高的可扩展性,可以在工业水平上使用。我们已经证明,与目前制备乳液的技术相比,它具有很高的能效。

“这种技术开辟了新的网关和机会 - 从制造膜到药物递送应用,”在Anand工作的博士生Hassan Bararnia说。 

“我们可以将这些乳液应用到其他领域,它可以对许多行业产生影响 - 可能性是巨大的。目前我们使用简单的二氧化硅纳米粒子,但我们可以使用不同类型的纳米粒子,如有机/无机核壳纳米粒子,“康补充道。

阿南德同意,但有这样说,“可能性存在,但挑战也是如此,这就是所有兴奋所在 - 克服它们!”

在最近出现在纳米尺度杂志上的一项相关工作中,Kang和Anand开发了一种制造简单和复杂纳米颗粒的新方法,该工作  名为  纳米粒子合成通过鼓泡液体中的鼓泡蒸汽前体

“我们的技术的关键优势在于,我们可以在没有任何副反应的情况下制造出具有均匀性质的复杂颗粒,并且可以很好地调整纳米颗粒周围的壳厚度,”Anand说。

Anand及其团队的工作引起了全世界科学界同行的关注。

“Anand博士及其同事对胶体颗粒稳定的纳米乳剂的论文非常新颖和及时,”英国赫尔大学物理化学教授,世界知名专家Bernard Binks博士说。关于皮克林乳液的主题。“将液滴破碎成亚微米的粉碎方法已经证明是非常具有挑战性的。这项工作从分子水蒸气开始,并将液滴生长到规定的尺寸,部分由颗粒浓度决定。胶体科学家和工业研究人员将对此非常感兴趣。也是。“

 进一步探索: 基于冷凝的方法可以产生稳定的纳米级乳液

更多信息: 董金康等。通过蒸汽冷凝合成Pickering纳米乳液,ACS Applied Materials&Interfaces(2018)。DOI:10.1021 / acsami.8b06467

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