由固体粒子稳定的乳液与泡沫(通常称为Pickering乳液与Pickering泡沫),相较于传统聚合物或表面活性剂稳定的体系,具有更优异的稳定性和更丰富的功能多样性,这赋予了它们独特的特性。然而,在大规模乳化过程中,人们对粒子吸附动力学、粒子-液滴(或粒子-气泡)相互作用及液滴间(或气泡间)相互作用的理解仍存在局限,这阻碍了其潜力的充分发挥。近年来,片上微流控技术为精准设计和制备Pickering乳液、系统分析其形成过程、稳定性及动力学特性提供了有效的实验平台。

近期,荷兰瓦赫宁根大学及研究中心团队发表综述,聚焦微流控技术在Pickering乳液与泡沫制备和分析中的应用展开,阐述了微流控液滴生成原理与器件制备材料,分类介绍了粒子从连续相、分散相及双乳液中间相负载到界面的策略,并评估了该技术的优势、挑战及在食品、医疗等领域的应用前景。相关研究成果以“Microfluidic Approaches to Pickering Emulsions and Foams: Strategies, Challenges, and Promising Applications”为题目,发表在期刊《Small》上。
本文要点:
1、本文综述了微流控技术在Pickering乳液和泡沫制备与分析中的最新进展。与传统乳化方法相比,Pickering体系具有更优异的稳定性和功能多样性,但其大规模制备过程中颗粒吸附动力学与界面行为尚不明确。
2、微流控技术通过精确控制液滴生成和颗粒加载过程,为系统研究Pickering乳液的形成、稳定性和动态行为提供了理想平台。
3、文章重点讨论了基于连续相、分散相及双重乳液中间相加载颗粒的三种策略,分析了各类微流控器件的材料特性与适用场景,并总结了该技术在功能材料合成、药物封装、医学成像及食品工业等领域的应用潜力。
4、尽管微流控技术在通量提升和通道堵塞等方面仍面临挑战,其与先进材料和分析工具的集成有望推动Pickering体系向实际应用转化。
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图 1:用于生成粒子稳定型液滴或气泡的不同几何结构微流控器件

图 2:通过连续相负载粒子形成Pickering乳液与泡沫的过程

图 3:通过分散相负载粒子制备Pickering乳液的过程

图 4:从双乳液液滴中间相负载粒子的过程

图 5:微流控技术在Pickering乳液与泡沫中的应用
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202507603
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