子刊:纳米颗粒通过自组装方法形成纳米乳液

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2018-07-27 13:18:53

      助理教授sushant anand和他的研究团队在油水混合物或乳胶方面取得了多项突破。现在,研究人员将他们的研究提升到了一个新的高度,通过在液滴周围自组装纳米颗粒形成的超小型(纳米颗粒尺寸为100-400纳米)纳米乳化剂。       就纳米乳液的制备方法这一问题,anand教授和他的团队做了深入的研究。基于传统的方法制备纳米乳液步骤繁琐的缺点, anand教授和他的团队开发出了一种单步技术来制造更快、更节能、尺寸更小的纳米乳液。且将这一成果在近期发表于acs 《applied materials and interfaces》(“synthesizing pickering nanoemulsions by vapor condensation”)。       anand教授表示:“纳米技术对于处理当今许多问题方面发挥着巨大的作用。以油水乳液为例。使用液滴尺寸的\'纳米\'可以提高许多乳液产品(如化妆品、食品、药物输送和许多价值数十亿美元的产业)的保质期。但是液滴在弄些情况下会发生聚集,所以一般工艺上都会使用表面活性剂分子以防止聚集的发生。其中,像表面活性剂这样的分子在许多情况下可能有其他不利影响。因此,人们目前更关注于制备无表面活性剂的纳米粒子稳定乳液。”       目前该团队面临的挑战是制造基于纳米粒子的纳米液滴乳液,也就是pickering乳液。anand说:“近几十年来,用纳米尺度的液滴制造这种乳液一直是一个非常大的挑战。”       对于先前在《nature communications》发表的一篇文章(“creating nanoscale emulsions using condensation”中,anand及其在麻省理工学院的合作者也曾表示,他们可以通过添加表面活性剂制造稳定纳米乳液。anand和他的学生们想弄清楚这种新技术是否可能被用来制造pickering纳米乳液,所以他们将继续对此进行研究。       随后,anand教授小组的博士后董金康(音译)补充道:“乳胶可以通过各种各样的方法制备,但是表面活性剂并不一定能够适用于纳米颗粒。所以我们不能保证一定会成功,然而新技术确实成功实现了它的目标。”       这个过程包括取出油并将其冷却到露点以下,以使水凝结在油上,其中,如果油具有合适的性质并且如果它具有足够浓度的纳米颗粒,那么水滴将在油和纳米颗粒内自分散,将自行组装成纳米乳液。       uic anand研究团队的主管anand还介绍到:“我们的工作展示了我们已经制造出了具有最小纳米粒子的纳米乳剂。以传统方式制造这些乳液是很令人抓狂的事情,因为步骤实在是太繁琐、太多。而且需要非常高的颗粒浓度才能制造小的纳米乳液。       但是改进后的技术能够在几分钟内制成乳液,并达到非常小尺寸的要求,所需的浓度要比传统方法低10倍。而且我们的技术具有很强的可扩展性,可以在工业水平上使用。我们已经证明,与目前的乳液制造技术相比,它的能效非常高,而且还能够为控制乳液大小的不同因素设计一个框架。       “这项技术带来了新的机遇,我们可以将其应用于膜片制造以及药物输送上,” hassan bararnia,anand教授的博士生说。       kang补充道:“将这些乳液应用到其他领域,很可能对许多行业产生影响。现在我们使用的是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,比如有机/无机核壳纳米粒子。”       anand对此表示同意,而且还表示:“用于不同类型的纳米粒子的可能性是有的,不过挑战也是有的,如果能将这些挑战克服掉,那才是最令人兴奋的事情呢!”       最近发表在杂志《nanoscale》 “nanoparticle synthesis via bubbling vapor precursors in bulk liquids”的相关工作中,kang和anand开发了制备简单和复杂纳米颗粒的新方法。       anand说:“我们技术的关键优势在于,我们可以制造出性能均一的复杂颗粒,且在这个过程中不存在任何副反应,更重要的是能够调整纳米颗粒周围的壳厚度。       anand和他的团队的工作在世界范围内引起了的广泛关注。        英国赫尔大学物理化学教授bernard binks博士和世界知名专家对anand和他的团队的研究成果给出了如下评价:“anand博士及其同事关于胶体颗粒稳定纳米乳液的论文具有创新性和时效性,把水滴分解成亚微米级的方法非常具有挑战性。而该工作从分子水蒸气着手,并控制液滴生长成部分由颗粒浓度设定的规定尺寸决定。这使得胶体科学家和工业界的研究人员非常感兴趣。”  来源: david staudacher, 伊利诺大学芝加哥校区,原文题目:nanoemulsions formed by self-assembly of nanoparticles around droplets,由材料科技在线团队翻译整理。