Pickeringemulsioiden

Pickeringemulsioiden, eli hiukkasilla stabiloitujen emulsioiden, ovat öljyn ja veden muodostamia emulsioita, joiden rajapinta stabiloidaan kiinteillä hiukkasilla tensidejä käyttämisen sijaan. Nimi tulee S. U. Pickeringilta, joka 1900-luvun alussa osoitti kiinteiden hiukkasten kyvyn estää dropletin koalesenssia. Tämän stabiloinnin takana on hiukkasten adsorptio rajapinnalle ja muodostunut tiukka interfaciaalinen kerros, joka estää dropletien liukumisen ja yhdistymisen.

Stabilointi riippuu hiukkasten ominaisuuksista, kuten hydrophilisyydestä, pintaominaisuuksista ja kontaktikulmasta (theta). Kulma määrittää, mille puolelle rajapinnalla tapahtuvao stabilointi suosii: pienempi kulma (hydrofilisempi) suosii öljy-veden järjestelmää (O/W), suurempi kulma taas voi suosia toisenlaista konfiguraatiota (W/O). Emulsio voi olla öljyssä vesiliuokseen upotettu (O/W) tai toisin päin riippuen hiukkasen wettabiliteetista.

Hiukkasina käytetään laajaa kirjoa materiaaleja: luonnollisia ja synteettisiä hiukkasia kuten silikaattia (SiO2), kaoliinia ja muita mineraali- ja polymeeripartikkeleita, sekä biopohjaisia partikkeleita kuten tärkkelystä ja proteiineja. Hiukkasen koko, muoto, pinta ja lataus voidaan suunnitella halutunlaisen emulsio-tyypin ja stabiliteetin saavuttamiseksi. Hyödyllisiä ominaisuuksia ovat korkea koalesenssivastus ja usein parempi stabiilisuus hajukemiallisia tensidejä vastaan.

Käyttökohteet ulottuvat elintarvikkeista kosmetiikkaan sekä lääkeviennistä ja teollisiin prosesseihin kuten öljyn kierrätykseen. Pickeringemulsioita tutkitaan aktiivisesti, koska ne voivat tarjota kestävän ja muokattavan vaihtoehdon perinteisille emulgaattoreille, mutta niiden käytössä on huomioitava hiukkasen turvallisuus sekä järjestelmän pH:n ja suolapitoisuuden vaikutukset.