Стабилизация эмульсий пикеринга гетероагрегатами детонационных наноалмазов и наночастиц SiO2

Обложка
  • Авторы: Паламарчук К.В.1, Паламарчук Н.П.1,2, Букреева Т.В.1,3
  • Учреждения:
    1. Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
    2. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)”
    3. Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
  • Выпуск: Том 85, № 4 (2023)
  • Страницы: 453-462
  • Раздел: Статьи
  • Статья получена: 27.02.2025
  • Статья опубликована: 01.07.2023
  • URL: https://rjmseer.com/0023-2912/article/view/671333
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0023291223600347
  • EDN: https://elibrary.ru/ENTBIM
  • ID: 671333

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована стабилизация эмульсий Пикеринга смесями одноименно и разноименно заряженных детонационных наноалмазов и наночастиц диоксида кремния. Методом динамического светорассеяния изучено влияние pH и массового соотношения частиц на размер и ζ-потенциал агрегатов. Показано и теоретически обосновано формирование гетероагрегатов из смесей одноименно заряженных наночастиц и эффективная стабилизация ими капель додекана. Получены субмикронные капли эмульсии Пикеринга, стабилизированные смесями противоположно заряженных наночастиц кремнезема и детонационных наноалмазов.

Об авторах

К. В. Паламарчук

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: kvp1239@mail.ru
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Н. П. Паламарчук

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
“Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)”

Email: kvp1239@mail.ru
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1; Россия, 141701, Долгопрудный, Институтский переулок, 9

Т. В. Букреева

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kvp1239@mail.ru
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1; Россия, 119333, Москва, Ленинский пр., 59

Список литературы

  1. Ramsden W. Separation of solids in the surface-layers of solutions and “suspensions” // Proc. R. Soc. London. 1903. V. 72. P. 156–164. https://doi.org/10.1098/rspl.1903.0034
  2. Pickering S.U. CXCVI.—Emulsions // J. Chem. Soc. Trans. 1907. V. 91. P. 2001–2021. https://doi.org/10.1039/CT9079102001
  3. Berton-Carabin C.C., Schroen K. Pickering emulsions for food applications: Background, trends, and challenges // Annu. Rev. Food Sci. Technol. 2015. V. 6. P. 263–297. https://doi.org/10.1146/annurev-food-081114-110822
  4. Guzman E., Ortega F., Rubio R.G. Pickering emulsions: A novel tool for cosmetic formu-lators // Cosmetics. 2022. V. 9. № 4. P. 68. https://doi.org/10.3390/cosmetics9040068
  5. Marto J., Ascenso A., Simoes S., Almeida A.J., Ribeiro H.M. Pickering emulsions: Challenges and opportunities in topical delivery // Expert Opin. Drug Deliv. 2016. V. 13. № 8. P. 1093-1107. https://doi.org/10.1080/17425247.2016.1182489
  6. Albert C., Beladjine M., Tsapis N., Fattal E., Agnely F., Huang N. Pickering emulsions: Preparation processes, key parameters governing their properties and potential for pharmaceutical applications // J. Control. Release 2019. V. 309. P. 302–332. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.07.003
  7. Rodriguez A.M.B., Binks B.P. Capsules from Pickering emulsion templates // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2019. V. 44. P. 107–129. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2019.09.006
  8. Вуль А.Я., Шендерова О.А. Детонационные наноалмазы. Технология, структура, свойства и применения. СПб: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 2016.
  9. Turcheniuk K., Mochalin V.N. Biomedical applications of nanodiamond (Review) // Nanotechnology. 2017. V. 28. № 25. P. 252001. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aa6ae4
  10. Maas M., Bollhorst T., Zare R.N., Rezwan K. Diamondosomes: Submicron colloidosomes with nanodiamond shells // Part. Syst. Charact. 2014. V. 31. № 10. P. 1067–1071. https://doi.org/10.1002/ppsc.201400022
  11. Farias B.V., Brown D., Hearn A., Nunn N., Shenderova O., Khan S.A. Nanodiamond-stabilized Pickering emulsions: Microstructure and rheology // J. Colloid Interface Sci. 2020. V. 580. № 15. P. 180–191. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.07.030
  12. Huang Z., Jurewicz I., Munoz E., Garriga R., Keddie J.L. Pickering emulsions stabilized by carboxylated nanodiamonds over a broad pH range // J. Colloid Interface Sci. 2022. V. 608. P. 2025–2038. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.10.130
  13. Palamarchuk K.V., Borodina T.N., Kostenko A.V., Chesnokov Y.M., Kamyshinsky R.A., Palamarchuk N.P., Yudina E.B., Nikolskaya E.D., Yabbarov N.G., Mollaeva M.R., Bukreeva T.V. Development of submicrocapsules based on co-assembled like-charged silica nanoparticles and detonation nanodiamonds and polyelectrolyte layers // Pharmaceutics. 2022. V. 14. № 3. P. 575. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030575
  14. Binks B.P., Liu W., Rodrigues J.A. Novel stabilization of emulsions via the heteroaggregation of nanoparticles // Langmuir. 2008. V. 24. № 9. P. 4443–4446. https://doi.org/10.1021/la800084d
  15. Королева М.Ю., Быданов Д.А., Паламарчук К.В., Юртов Е.В. Стабилизация прямых эмульсий наночастицами SiO2 и Fe3O4 // Коллоидн. журн. 2018. Т. 80. № 3. С. 300–307. https://doi.org/10.7868/S0023291218030060
  16. Palamarchuk K.V., Vantsyan M.A., Kamyshinsky R.A., González-Alfaro Y., Bukreeva T.V. Multifunctional capsules with oil core and shells of SiO2 nanoparticles, nanodiamonds and polyelectrolyte layers with Fe3O4 nanoparticles // Int. J. Nanotechnol. 2019. V.16. № 6–10. P. 510–521. https://doi.org/10.1504/IJNT.2019.106622
  17. Derjaguin B.V., Landau L. Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes // Acta Physicochim. URSS. 1941. V. 14. P. 633–662.
  18. Verwey E.J.W., Overbeek J.T.G. Theory of the Stability of Lyophobic Colloids. Amsterdam: Elsevier, 1948.
  19. Petosa A.R., Jaisi D.P., Quevedo I.R., Elimelech M., Tufenkji N. Aggregation and deposition of engineered nanomaterials in aquatic environments: Role of physicochemical interactions environ // Sci. Technol. 2010. V. 44. № 17. P. 6532–6549. https://doi.org/10.1021/es100598h
  20. Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем. Ленинград: Химия, 1973.
  21. Israelachvili J.N. Intermolecular and Surface Forces. California: Academic Press, 2011.
  22. Visser J. On Hamaker constants: A comparison between Hamaker constants and Lifshitz-van der Waals constants // Advan. Colloid Interface Sci. 1972. V. 3. № 4. P. 331–363. https://doi.org/10.1016/0001-8686(72)85001-2
  23. Костин А.С., Кольцова Э.М. К вопросу о механизме агрегации наночастиц диоксида титана // Фундаментальные исследования. 2012. № 6. С. 647–651.
  24. Facal P.M., Cheng C., Sedev R., Stocco A., Binks B.P., Wang D. Van der Waals Emulsions: Emulsions stabilized by surface-inactive, hydrophilic particles via van der Waals attraction // Angew. Chem. Int. Ed. 2018. V. 57. № 30. P. 9510–9514. https://doi.org/10.1002/anie.201805410
  25. Binks B.P. Particles as surfactants — Similarities and differences // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2002. V. 7. № 1−2. P. 21–41. https://doi.org/10.1016/S1359-0294(02)00008-0
  26. Pawar A.B., Caggioni M., Ergun R., Hartel R.W., Spicer P.T. Arrested coalescence in Pickering emulsions // Soft Matter. 2011. V. 7. P. 7710–7716. https://doi.org/10.1039/c1sm05457k

Дополнительные файлы


© К.В. Паламарчук, Н.П. Паламарчук, Т.В. Букреева, 2023