导读：

Pickering乳液以固体微/纳米粒子替代传统表面活性剂，具备制备简便、稳定性高、生物相容性好的优势。双重Pickering乳液形成droplet-in-droplet的层级结构，可实现多相物质分隔与序贯释放。该研究旨在利用埃洛石纳米管（HNTs）的表面电荷异质性，通过选择性功能化制备稳定的油包水包油（o/w/o）层级 Pickering 双乳液。相关工作以“Hierarchical Oil–Water–Oil Pickering Double Emulsions Stabilized by Tubular Nanoparticles”为题目，发表在期刊《Journal of the American Chemical Society》上。

本文要点：

1. 核心材料与改性

• 埃洛石纳米管（HNTs）：这是一种具有天然中空管状结构的硅酸铝粘土矿物，其内外表面具有不同的化学组成和电荷性质（外表面带负电，内腔带正电）。

• 润湿性调节：研究人员通过选择性功能化，将原始的亲水性埃洛石（p-HNTs）用于稳定水包油（o/w）界面；同时使用阳离子表面活性剂对管状外表面进行疏水改性，得到f-HNTs，用于稳定油包水（w/o）界面。

2. 分级乳液的制备

• 制备流程：首先分别制备o/w和w/o两种皮克林单乳液，随后将两者混合并搅拌，形成分级结构。

• 结构特征：最终形成的系统在宏观连续油相中分布着直径为40–80 μm 的水滴，而这些水滴内部又封装了更小的 2–4 μm 油滴。

3. 动态行为与稳定性

• 布朗运动受限：通过颗粒追踪分析确认，受限在双乳液内部的小油滴仍表现出布朗运动，但由于可用体积减小以及与液滴边界的频繁碰撞，其扩散系数比游离油滴降低了约五倍。

• 稳定性与可逆性：该双乳液在50 °C 以下保持稳定。虽然在 60 °C 或静置 24 小时后会出现相分离，但通过重新搅拌，系统可以完全恢复，具有可逆性。

4. 应用潜力

• 双重封装：这种双室结构允许同时封装亲水性和疏水性物种，在药物递送、污染物捕获和多功能制剂方面具有巨大潜力。

• 微反应器：作为模型系统，它可以实现不同化学环境的隔离，适用于整合互不相容的催化剂或进行顺序化学反应。

• 其他领域：在废水处理、文化遗产保护（如精细表面的受控清洗）等领域也展现出应用前景。

综上所述，该研究展示了如何通过精准调控纳米材料的表面化学性质，构建出复杂且功能化的多级乳液架构。

Scheme 1 (a) 原始埃洛石纳米管的扫描电镜（SEM）图像；示意图分别展示：(b) 原始埃洛石纳米管（HNTs）稳定的水包油（o/w）Pickering 乳液；(c) 改性埃洛石纳米管稳定的油包水（w/o）Pickering 乳液；(d) 油包水包油（o/w/o）Pickering 双乳液体系（油滴包裹于水滴内，再分散于连续油相中）。

图1 (a) 原始埃洛石纳米管稳定的水包油（o/w）Pickering 乳液的光学显微图像；(c) 改性埃洛石纳米管稳定的油包水（w/o）Pickering 乳液的光学显微图像；(e) 油包水包油（o/w/o）Pickering 双乳液在 40 倍放大下的光学显微图像，(g) 为其 60 倍放大图像。(b–h) 以尼罗红为探针的对应荧光图像；绿色为油相，黑色为水相。

图2 (a, b) 水包油（o/w）体系中油微滴的追踪轨迹及其沿 x、y 轴的均方位移（MSD）；(c, d) 受限油-水-油（o/w/o）双 Pickering 乳液体系中油微滴的追踪轨迹及其沿 x、y 轴的均方位移（MSD）。(a, c) 中的色标表示微滴的局部扩散速率。

论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c01861

(本文仅供参考学习及传递微流控研究成果，版权归原作者所有，如侵犯权益，请联系删除)