Regulación de la carga a nanoescala como se evidencia en las nanoemulsiones sensibles a la luz

Área de la Ciencia:

• Ciencias de las superficies y coloides
• Ciencias de los materiales
• Química Física

Sus antecedentes:

• Las emulsiones son vitales en la vida diaria, por lo que es necesario controlar sus propiedades.
• Comprender las interfaces aceite/agua a nivel molecular es crucial pero experimentalmente desafiante.
• Los métodos actuales luchan por sondear las interfaces de emulsión in situ.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de tensioactivos sensibles a la luz para ajustar las interfaces de las emulsiones.
• Explorar el impacto de la fotoisomerización del surfactante en las propiedades de la macroemulsión y la nanoemulsión.
• Comprender las diferencias fundamentales en el comportamiento interfacial entre macro y nanoemulsiones.

Principales métodos:

• Agentes tensioactivos sensibles a la luz utilizados (butil-AAP) sometidos a fotoisomerización E/Z tras la irradiación con luz visible y UV.
• Técnicas empleadas como mediciones de tensión de interfaz, determinación de la concentración de micela crítica, dispersión de segundo armónico y resonancia magnética nuclear de gradiente de campo pulsado (RMN).
• Cambios investigados en el tamaño de las gotas, el potencial ζ, el exceso de superficie y las propiedades interfaciales de las macro y nanoemulsiones.

Principales resultados:

• La fotoisomerización de surfactantes butilo-AAP alteró drásticamente la tensión de la interfaz y la concentración crítica de micelas en las macroemulsiones, permitiendo el control de la estabilidad y la separación de fases.
• Las nanoemulsiones (R_H ~ 90 nm) no mostraron cambios significativos en el tamaño de las gotas o en el potencial ζ debido a la fotoisomerización.
• Se observaron cambios reversibles en el exceso de superficie de surfactante en las interfaces nanoscópicas en las nanoemulsiones, distintos del comportamiento de las macroemulsiones.
• La evidencia sugiere que una relación fija de carga a tamaño de partícula y la condensación de contra-iones son críticas para la estabilización de la nanoemulsión.

Conclusiones:

• Los tensioactivos sensibles a la luz ofrecen un nuevo método para controlar las propiedades de la emulsión.
• Las nanoemulsiones exhiben un comportamiento interfacial único en comparación con las macroemulsiones debido a la estabilización electrostática dependiente del tamaño.
• Los hallazgos apoyan un uso más sostenible de surfactante en la estabilización de nanopartículas debido a los requisitos de concentración más bajos.