Pesquisadores de materiais da ETH Zurich e da Universidade Belga de Lovaina (KU Leuven), trabalhando sob a direção do Professor Jan Vermant, desenvolveram um novo método com o qual podem direcionar as interfaces de gotas em emulsões para revesti-las e projetá-las com as mais diversas partículas.

Abrindo Oportunidades Inimagináveis

“ Utilizando a abordagem clássica - misturando dois líquidos com um emulsificante, agitando e vendo o resultado - é impossível conseguir quantidades definidas de um emulsificante na interface das gotículas ” , enfatiza Vermant. “ Há um elemento de chance. ”

Com o novo método agora é possível calcular antecipadamente e definir a quantidade de partículas necessárias para alcançar o grau certo de cobertura. Os pesquisadores também encontraram arbitrariamente muitas opções diferentes para quais partículas pretendem usar e que tamanho elas podem ter. Partículas de sílica esféricas são mais comumente usadas, mas para o teste eles também usaram partículas em forma de bastão ou verme. Proteínas e polímeros agora também são opções para uso como emulsionantes.

“Essa abordagem abre oportunidades inimagináveis que podemos usar para criar novos materiais ” , diz Vermant, professor da ETH.

Arranjo Microfluídico Versátil

Seu método é baseado em uma plataforma microfluídica do tamanho de uma lâmina de microscópio. Os pesquisadores podem produzir minúsculas gotículas usando essa plataforma. Enquanto as gotículas estão se formando, a segunda fase começa com as partículas que se ligam às interfaces de gotículas.

A quantidade de partículas é controlada pelos pesquisadores usando a velocidade de fluxo com a qual a fase de partículas se move através das gotículas em desenvolvimento. Finalmente, essa camada é cercada pela fase em que as gotículas ficam em repouso (água no caso de gotículas de óleo, ou vice-versa).

As gotículas acabadas fluem então através de um canal estreito e muito longo em forma de radiador. À medida que viaja através deste canal, a fase que envolve as gotículas que contém as partículas gradualmente se dissolve na solução circundante. Mas ainda resta tempo suficiente para as partículas cobrirem as interfaces das gotículas e estabilizar as gotículas.

Dependendo do objetivo pretendido, as gotículas podem ser cobertas com vários tipos de partículas. Os pesquisadores também podem usar partículas de tamanhos diferentes, várias composições químicas ou até polaridades diferentes (hidrofóbicas vs hidrofílicas).

Trabalhando no processamento de quantidades maiores

As gotículas individuais podem coalescer dependendo do grau de cobertura. Isso resulta em formas semelhantes a amendoim. A coalescência altera a proporção de volume para área de superfície, o que significa que há menos espaço disponível para as partículas na interface.

As partículas que cobrem duas gotículas são forçadas a se mover juntas em uma área menor, e a cobertura da gotícula dupla aumenta em densidade. As gotículas revestidas são estabilizadas dessa maneira - assim como a emulsão, cujas propriedades também derivam da forma e comprimento das gotículas.

" Também podemos determinar a forma das gotículas usando nosso método, o que nos permite criar emulsões com propriedades anteriormente inconcebíveis ", afirma Vermant. O princípio recém descoberto é muito robusto. “Estamos trabalhando nisso há dez anos, e agora o problema está resolvido ”.

O método descrito aqui só é adequado para pesquisa porque funciona apenas em uma escala muito pequena. No entanto, os pesquisadores da ETH estão trabalhando na ampliação para processar quantidades maiores. Eles estão desenvolvendo um aparelho que já seria adequado para métodos de testes industriais baseados na venda e no rendimento.

Em uma escala ainda maior, as aplicações nos setores alimentício, farmacêutico, de cosméticos e até mesmo na indústria de petróleo, por exemplo, separando óleo e água durante a extração de óleo, seriam possíveis.

Tradução: Equipe Global Cosmetic

SpecialChem, (26/11/2018)