Project
Gecontroleerde oppervlaktebelading en samenstelling van interfases met behulp van een dubbele emulsie template
Emulsies zijn dispersies van niet-mengbare vloeistoffen. We komen ze tegen in ons dagelijkse leven, zoals in voedingsmiddelen en cosmetica. Echter, emulsies zijn thermodynamisch onstabiel vanwege de hoge energiekost van de interfase tussen de druppel- en matrixvloeistoffen. Daarom neemt de grootte van de druppels toe in de tijd door morfologische processen zoals coalescentie en Ostwaldrijping om zo hun interfase-energie te verkleinen. Om de langetermijnstabiliteit van emulsies te verbeteren worden oppervlakteactieve stoffen, surfactanten genoemd, gebruikt daar zij de interfase-energie verlagen. Door de extreem hoge stabiliteit van deeltjesgestabiliseerde emulsies tegen coalescentie en Ostwaldrijping, hebben deze zogenaamde Pickering emulsies onlangs een hernieuwde belangstelling gekregen. Een ander voordeel is hun surfactant-vrij karakter, aangezien deze oppervlakteactieve stoffen vaak nadelige effecten vertonen, in het bijzonder in cosmetische en farmaceutische toepassingen. Helaas is het moeilijk om de grootte van de druppels en hun oppervlaktebedekking met deeltjes te beheersen via bulkemulsificatie. Echter, in een microfluïdische chip wordt precies één druppel per keer gefabriceerd, waardoor het mogelijk wordt om de reologische interfase eigenschappen van de deeltjesgestabiliseerde druppels te beheersen en een monodisperse emulsie te maken. Door de hoge precisie is het ook mogelijk om dubbele, driedubbele en zelfs hogere orde emulsies met een bepaalde grootte te vervaardigen en nauwkeurig het aantal ingekapselde druppels te controleren.
Het algemene doel van het onderzoek is de productie van individuele druppels met goed gecontroleerde reologische interfase eigenschappen om hun directe invloed op de vervorming van de druppel en de stabiliteit tegen coalescentie te bestuderen. Dit gebeurt in geometrieën die een breed scala aan naderende snelheden tussen een enkel paar druppels mogelijk maken. Dit zal inzicht geven in de rechtstreekse werking van reologische interfase eigenschappen op de stabiliteit van de emulsie, waaruit technische richtlijnen voor de selectie en/of de ontwikkeling van de meest geschikte interfase stabilisatoren kunnen worden opgesteld.