ピッカリングエマルジョン

ピッカリングエマルジョン（ラムスデンエマルジョンとも呼ばれる）は、水相と油相の界面に吸着した固体粒子（例えばコロイド状シリカ）によって安定化されたエマルジョンです。一般的に、このエマルジョンは水中油型または油中水型ですが、水中水型、油中油型、水中油中水型、油中水中油型など、より複雑なシステムも存在します。

ピッカリング乳剤は、1907年にこの現象を記述したSUピッカリングにちなんで名付けられましたが、この効果は1903年にウォルター・ラムスデンによって最初に認識されました。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}

油と水を混合し、水中に小さな油滴が形成されて分散した場合（水中油型エマルジョン）、最終的には液滴が合体して系内のエネルギー量を減少させます。しかし、混合物に固体粒子を加えると、それらが界面の表面に結合し、液滴の合体を防ぐため、エマルジョンはより安定します。

疎水性、形状、サイズなどの粒子特性、連続相の電解質濃度、および2つの相の体積比は、エマルションの安定性に影響を与える可能性があります。粒子と液滴表面との接触角は、粒子の疎水性の特徴です。粒子と界面との接触角が小さい場合、粒子は液滴によってほとんど濡れてしまうため、液滴の合体を防ぐ可能性は低くなります。部分的に疎水性の粒子は、両方の液体によって部分的に濡れるため、液滴表面によく結合し、より優れた安定剤となります。安定したエマルションの最適な接触角は、粒子が2つの相によって均等に濡れる場合（つまり、接触角が90°の場合）に達成されます。安定化エネルギーは次式で与えられます。

${\displaystyle \Delta E\ =\pi r^{2}\gamma _{OW}(1-|\cos {\theta _{OW}}|)^{2}}$

ここで、rは粒子の半径であり、$\displaystyle \gamma _{OW}}$は界面張力であり、$\displaystyle \theta _{OW}}$は、粒子と界面との接触角である。

接触角が約90°のとき、システムを安定させるのに必要なエネルギーは最小になります。^{[ 3 ]} 一般的に、粒子を優先的に濡らす相は、エマルションシステムの連続相になります。

さらに、両親媒性の「​​ヤヌス粒子」、すなわち片側が疎水性で片側が親水性の粒子を使用すると、液液界面での粒子の吸着エネルギーが高くなるため、ピッカリングエマルションの安定性が向上することが実証されている。 ^{[ 4 ]}これは、高分子電解質を用いたエマルションの安定化を観察すると明らかである。^{[ 5 ]}

ピッカリングエマルションの中で最も一般的なのは、ほとんどの有機粒子が親水性であるため、水中油型エマルションである。よく研究されている系の一つに、ピッカリング粒子としてコロイド状シリカを用いたヘキサンと水の混合エマルションがある。

ピッカリング安定化エマルションのより複雑な例として、均質化牛乳が挙げられる。乳タンパク質（カゼイン）単位は乳脂肪球の表面に吸着し、界面活性剤として作用する。カゼインは、均質化処理中に損傷を受けた乳脂肪球膜の代わりとなる。

ピッカリング粒子によって安定化されたその他のエマルジョンには、洗剤、低脂肪チョコレート、マヨネーズ、マーガリンなどがある。

ピッカリングエマルジョンは、石油増進回収^{[ 6 ]}や水質浄化^{[ 7 ]}に応用されています。特定のピッカリングエマルジョンは胃の環境下でも安定しており、胃の脂肪分解に対して非常に強い耐性を示し^{[ 8 ]}、脂質の消化と満腹の制御^{[ 9 ]や経口投与システム[ 10 ]}への利用が容易になります。

ピッカリングエマルションは、環境、健康、コストの問題から従来の界面活性剤の使用が疑問視されるようになった過去 20 年間で注目度と研究関心が高まっています。明確に定義されたサイズと組成を持つ合成ナノ粒子がピッカリングエマルション安定剤として主に注目されてきましたが、最近になって天然有機粒子も注目されるようになりました。これらはコスト効率や分解性などの利点があり、再生可能な資源から得られると考えられています。^{[ 11 ]}

ピッカリング安定化にラテックス粒子を使用し、これらの粒子を融合させて透過性のシェルまたはカプセル（コロイドソームと呼ばれる）を形成することも可能である。^{[ 12 ]}さらに、ピッカリングエマルション液滴は、マイクロカプセル化および閉鎖された非透過性カプセルの形成に適したテンプレートでもある。^{[ 13 ]}このカプセル化の形態は、水中水エマルション（相分離した水性ポリマー溶液の分散液）にも適用でき、可逆的である場合もある。^{[ 14 ]}ピッカリング安定化マイクロバブルは、超音波造影剤として応用できる可能性がある。^{[ 15 ] [ 16 ]}

• 液体の大理石

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• デ・カルヴァーリョ＝ギマランイス、フェルナンダ・ブリト。コレア、カミラ・レアル。デ・ソウザ、タティアン・ペレイラ。ロドリゲス・アマド、ヘスス・ラファエル。リベイロ＝コスタ、ロザン・マリア。シルバ＝ジュニオール、ホセ・オタヴィオ・カレーラ（2022年11月15日）。「ピカリングエマルジョンのレビュー: 展望と応用」。医薬品。15 (11): 1413.土井: 10.3390/ph15111413。ISSN 1424-8247。PMC 9698490。PMID 36422543。   
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