Evrensel Stabilizasyon

Evrensel Stabilizasyon.

Ahududu gibi pürüzlü yüzeye sahip olan mikropartiküller yeni bir prensibi izleyerek emülsiyonları stabilize eder.

ETH Zürih’in Malzeme Departmanı’ndaki Arayüzler, Yumuşak Madde  Profesörü Lucio  Isa liderliğindeki araştırmacılar, emülsiyonları yeni bir yolla stabilize edebilen  bir silika parçacık oluşturdu. Emülsiyon, karıştırılmışiki  sıvının damla damla bir araya getirildiği ince dağılmış bir karışımdır.Bunun günlükhayatta karşımıza çıkan örneklerinden biri, yağ ve sirke ile yapılmış bir salata sosudur;  ana bileşenleri, sirke  ve yağ kendi başlarına karışmaz ve tek biçimli bir karışım oluşturmak için şiddetle çırpılmalıdır. Bu karışım bırakılırsa, ince dağılmış sirke damlacıkları tekrar birleşecek ve sıvılar tamamen ayrışacaktır.

Farklı emügulatör gerekir.

Yüzey aktif maddeler, polimerler  veya proteinler gibi çok sayıda farklı emülsiyon yapıcı kullanılarak elde edilebilir. İşte bu yüzden emülsiyonları stabilize etmek  gereklidir. 1900’lü yılların başlarında, İngiliz kimyager W. Ramsden ve S.U. Pickering, emülsiyonların küresel silika parçacıklar (SiO2) gibi çok ince katı parçacıkları kullanarak stabilize edilebileceğini de göstermiştir.

Bu işlemde, partiküller kendiliğinden içeri girer ve iki sıvı arasındaki ara yüzeyi bağlarlar. Füzyonunu önleyerek   damlacıkların çevresinde bir çeşit zırh oluşturur ve emülsiyonu pratikte  süresiz olarak dengede tutarlar. Bu işlem  için iki tür parçaçık gerekir;  biri hidrofilik yüzeylere sahip olanlar, yani çoğunlukla suda oturanlar, diğeri ise  hidrofobik yüzeylere sahip olanlar, yani çoğunlukla yağda oturanlar. Hidrofilik yüzeye sahip olanlar sadece su içinde yağ emülsiyonlarını stabilize ederken,  hidrofobik yüzeye sahip olanlar sadece yağ içinde su karışımlarını stabilize eder.

Bir emügulatör ile her iki emülsiyon stabilize edilebilir.

Isa liderliğindeki ETH araştırmacıları, daha küçük çaplı silika nanopartikülleri yükleyerek, çapları bir ila altı mikrometre arasında olan bu küçük silika kürelerin yüzeylerini pürüzlendirmişlerdir. Sonuç olarak, bu minik toplar ahududu tanecikleri şekline girerler. Çalışma grubunda yer alan doktora öğrencisi Michele Zanini, yüzey pürüzlülüğünü kontrollü bir şekilde değiştirebildi ve bu tür parçacıklardan oluşan  bir koleksiyonunu yarattı. Bu çalışmada  araştırmacılar, yalnızca emülsiyon oluşmadan önce parçacıkların içine girdiği sıvıya bağlı olarak bu ahududu  şekilli  parçacıklardan sadece bir türünü kullanarak her iki emülsiyon türünün stabilize edilebileceğini gösterdiler. Araştırmacılar parçacıkları yağ fazına eklersek, bir yağ içinde su emülsiyonu oluşur , eğer yeni parçacıklarını ilk önce suyun içinde eritirlerse tersine, suda yağ emülsiyonunu (suda ince dağılmış yağ damlacıkları) stabilize edebilirler.

“Bu parçacıklar bu nedenle emülsiyonlar oluşturmak için evrensel bir araç olarak kullanılabilir,” diyor Isa.

İri tanecikler daha erken ayrılır.

Bunun nedeni, pürüzlü yüzeyin damlaların yüzeyi boyunca parçacıkların hareketliliğini azaltmasıdır. “Sıvılar ara yüzeyde ilerlemelerine rağmen, pürüzsüz bir yüzeye sahip olan siliska parçacıklara kıyasla çok fazla ilerleyemezler; iri  parçacıklar arayüzde enerjik olarak en elverişli konuma gelmeden sıkışabilir” diyor ETH profesörü. Ahududu şekilli parçacıklarıyla, Isa ve meslektaşları bu alanda daha ileri araştırmaların temelini attılar ve emülsiyon stabilizatörleri olarak parçacık üretiminin yeni süreci için bir patent hazırladılar.

Yeni uygulama alanları

Bu parçacıklar için, yani emülsiyonları stabilize etmeye ihtiyaç duyulduğunda birçok olası uygulama vardır; Örneğin. Kimya endüstrisinde.   Bu araştırma laboratuvar model sistemleri üzerinde yoğunlaşılmış olmasına rağmen, aynı prensipler, gıda, kozmetik ve ilaç endüstrisinde diğer potansiyel kullanımları bulmak için  çalışmalar yapılabilir.

Kaynak: chemeurope.com