पिकरिंग इमल्शन: Difference between revisions
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Latest revision as of 14:55, 3 July 2023
बीनना पायसन एक ऐसा पायस है जो ठोस कणों (उदाहरण के लिए कोलाइडयन का सिलिका ) द्वारा स्थिर होता है जो पानी और तेल चरण (पदार्थ) के बीच अंतराफलक (रसायन विज्ञान) पर सोखता है। प्रायः पायसन या तो पानी-में-तेल या तेल-में-पानी पायसन होते हैं, लेकिन अन्य अधिक जटिल प्रणालियाँ जैसे पानी-में-वॉटर, तेल-में-तेल, पानी-में-तेल-में-वॉटर और तेल -में-वॉटर-में-तेल भी मौजूद हैं। पिकरिंग पायसन का नाम पर्सीवल स्पेंसर उम्फ्रेविल पिकरिंग|एस.यू. पिकरिंग, जिन्होंने 1907 में घटना का वर्णन किया था, यद्पि इस प्रभाव को पहली बार 1903 में वाल्टर रैम्सडेन द्वारा पहचाना गया था।[1][2]
यदि तेल और पानी मिश्रित होते हैं और तेल की छोटी-छोटी बूंदें बनती हैं और पूरे पानी में फैल जाती हैं (तेल-में-पानी पायसन), तो अंततः बूंदें सिस्टम में ऊर्जा की मात्रा को कम करने के लिए सह-संयोजन (भौतिकी) करेंगी। यद्पि , यदि ठोस कणों को मिश्रण में जोड़ा जाता है, तो वे इंटरफ़ेस की सतह से बंध जाएंगे और बूंदों को एकत्रित होने से रोकेंगे, जिससे पायसन अधिक स्थिर हो जाएगा।
कण गुण जैसे हाइड्रोफोबिसिटी , आकार और माप, साथ ही निरंतर चरण की इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता और दो चरणों के आयतन अनुपात का पायस की स्थिरता पर प्रभाव पड़ सकता है। छोटी बूंद की सतह पर कण का संपर्क कोण कण की हाइड्रोफोबिसिटी की विशेषता है। यदि इंटरफ़ेस के लिए कण का संपर्क कोण कम है, तो कण ज्यादातर छोटी बूंदों से गीला हो जाएगा और इसलिए बूंदों के सहसंयोजन को रोकने की संभावना नहीं होगी। कण जो आंशिक रूप से हाइड्रोफोबिक होते हैं वे बेहतर स्टेबलाइजर होते हैं क्योंकि वे दोनों तरल पदार्थों द्वारा आंशिक रूप से गीले होते हैं और इसलिए बूंदों की सतह पर बेहतर तरीके से बंधते हैं। एक स्थिर पायस के लिए इष्टतम संपर्क कोण तब प्राप्त होता है जब कण दो चरणों (यानी 90 डिग्री संपर्क कोण) द्वारा समान रूप से गीला हो जाता है। स्थिरीकरण ऊर्जा द्वारा दिया जाता है
जहाँ r कण त्रिज्या है, इंटरफेसियल तनाव है, और इंटरफ़ेस के साथ कण का संपर्क कोण है।
जब संपर्क कोण लगभग 90 डिग्री होता है, तो सिस्टम को स्थिर करने के लिए आवश्यक ऊर्जा न्यूनतम होती है।[3]
प्रायः कण को प्रधानता देने वाला चरण पायसन सिस्टम में निरंतर चरण होगा। अधिकांश कार्बनिक कणों की हाइड्रोफिलिसिटी के कारण पिकरिंग पायसन का सबसे आम प्रकार तेल-में-पानी पायसन है।
पिकरिंग-स्टेबलाइज्ड पायसन का एक उदाहरण होमोजिनाइज्ड दूध है। दुग्ध प्रोटीन ( कैसिमें ) इकाइयां दुग्ध वसा ग्लोब्यूल्स की सतह पर अधिशोषित हो जाती हैं और पृष्ठसक्रियकारक के रूप में कार्य करती हैं। कैसिमें मिल्कफैट ग्लोब्यूल मेम्ब्रेन को रिप्लेस करता है, जो होमोजेनाइजेशन के दौरान क्षतिग्रस्त हो जाता है। पायस के अन्य उदाहरण जहां पिकरिंग कण स्थिर करने वाली प्रजाति हो सकते हैं, उदाहरण के लिए डिटर्जेंट, कम वसा वाली चॉकलेट, मेयोनेज़ और मार्जरीन हैं।
पिकरिंग पायसन ने पिछले 20 वर्षों के दौरान अधिक ध्यान और अनुसंधान रुचि प्राप्त की है जब पर्यावरण, स्वास्थ्य और लागत के मुद्दों के कारण पारंपरिक सर्फैक्टेंट के उपयोग पर सवाल उठाया गया था। अच्छी तरह से परिभाषित आकारों और रचनाओं के साथ पिकरिंग पायसन स्टेबलाइजर्स के रूप में सिंथेटिक नैनोकण हाल ही में जब तक प्राकृतिक कार्बनिक कणों ने भी ध्यान आकर्षित किया है, तब तक मुख्य रूप से रुचि के कण रहे हैं। माना जाता है कि उनके पास लागत-दक्षता और गिरावट जैसे फायदे हैं, और नवीकरणीय संसाधनों से संचालित किए जाते हैं।[4]
इसके अतिरिक्त, यह प्रदर्शित किया गया है कि पिकरिंग पायसन की स्थिरता को एम्फीफिलिक जानूस कण ों के उपयोग से सुधारा जा सकता है, अर्थात् वे कण जिनमें एक हाइड्रोफोबिक और एक हाइड्रोफिलिक पक्ष होता है, तरल-तरल इंटरफेस में कणों की उच्च सोखना ऊर्जा के कारण होता है। .[5] पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करते हुए पायसन स्थिरीकरण का अवलोकन करते समय यह स्पष्ट होता है।
पिकरिंग स्थिरीकरण के लिए लाटेकस कणों का उपयोग करना भी संभव है और फिर में कणों को एक पारगम्य खोल या कैप्सूल बनाने के लिए फ्यूज करें, जिसे कोलाइडोसोम कहा जाता है।[6] इसके अलावा, पिकरिंग पायसन ड्रॉपलेट्स भी माइक्रो कैप्सूलीकरण और बंद, गैर-पारगम्य कैप्सूल के निर्माण के लिए उपयुक्त टेम्पलेट हैं।[7] एनकैप्सुलेशन के इस रूप को पानी में पानी के पायसन (चरण-पृथक जलीय बहुलक समाधानों के फैलाव) पर भी लागू किया जा सकता है, और यह प्रतिवर्ती भी हो सकता है।[8]
पिकरिंग-स्टेबलाइज्ड माइक्रोबबल्स में अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट के रूप में अनुप्रयोग हो सकते हैं।[9][10]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Pickering, Spencer Umfreville (1907). "Emulsions". Journal of the Chemical Society, Transactions. 91: 2001–2021. doi:10.1039/CT9079102001.
- ↑ Ramsden, W (1903). "Separation of Solids in the Surface-layers of Solutions and 'Suspensions'". Proceedings of the Royal Society of London. 72 (477–486): 156–164. doi:10.1098/rspl.1903.0034.
- ↑ Velikov, Krassimir P.; Velev, Orlin D. (2014). Colloid Stability. pp. 277–306. doi:10.1002/9783527631193.ch35. ISBN 9783527631193.
- ↑ Dupont, Hanaé; Maingret, Valentin; Schmitt, Véronique; Héroguez, Valérie (2021-06-08). "New Insights into the Formulation and Polymerization of Pickering Emulsions Stabilized by Natural Organic Particles". Macromolecules (in English). 54 (11): 4945–4970. Bibcode:2021MaMol..54.4945D. doi:10.1021/acs.macromol.1c00225. ISSN 0024-9297. S2CID 233595006.
- ↑ Binks, B. P.; Fletcher, P. D. I. (2001). "Particles Adsorbed at the Oil−Water Interface: A Theoretical Comparison between Spheres of Uniform Wettability and "Janus" Particles". Langmuir. 17 (16): 4708–4710. doi:10.1021/la0103315. ISSN 0743-7463.
- ↑ Dinsmore, A. D. (2002). "Colloidosomes: Selectively Permeable Capsules Composed of Colloidal Particles". Science. 298 (5595): 1006–1009. Bibcode:2002Sci...298.1006D. CiteSeerX 10.1.1.476.7703. doi:10.1126/science.1074868. ISSN 0036-8075. PMID 12411700. S2CID 2333453.
- ↑ Joris Salari (12 May 2011). "Pickering emulsions, colloidosomes µ-encapsulation". Slideshare.
- ↑ Poortinga, Albert T. (2008). "Microcapsules from Self-Assembled Colloidal Particles Using Aqueous Phase-Separated Polymer Solutions". Langmuir. 24 (5): 1644–1647. doi:10.1021/la703441e. ISSN 0743-7463. PMID 18220438.
- ↑ Anderton N, Carlson CS, Matsumoto R, Shimizu RI, Poortinga AT, Kudo N, Postema M (2022). "On the rigidity of four hundred Pickering-stabilised microbubbles". Japanese Journal of Applied Physics. 61 (SG): SG8001. Bibcode:2022JaJAP..61G8001A. doi:10.35848/1347-4065/ac4adc. S2CID 245915590.
- ↑ Anderton N, Carlson CS, Matsumoto R, Shimizu RI, Poortinga AT, Kudo N, Postema M (2022). "First-cycle oscillation excursions of Pickering-stabilised microbubbles subjected to a high-amplitude ultrasound pulse". Current Directions in Biomedical Engineering. 8 (2): 30–32. doi:10.1515/cdbme-2022-1009. S2CID 251981644.
