Trong lĩnh vực hóa chất và vật liệu, công nghệ ổn định hóa nhũ tương luôn là điểm nóng nghiên cứu. Các nhũ tương truyền thống thường dựa vào các chất hoạt động bề mặt tổng hợp hoặc các chất nhũ hóa có nguồn gốc động vật, nhưng chúng tồn tại các vấn đề như sự ổn định lâu dài và có thể gây hại cho sinh vật và môi trường. Trong những năm gần đây, nhũ tương Pickering với các hạt macromolecule tự nhiên làm chất ổn định đã thu hút sự chú ý vì các đặc tính an toàn và bảo vệ môi trường, trong khi sợi nano cellulose (CNF) là chất ổn định tự nhiên có hiệu suất cao, việc chuẩn bị và ứng dụng hiệu quả cao đã trở thành trọng tâm của ngành.

Công nghệ đồng nhất microjet mới được phát triển bởi nhóm của Đại học Công nghiệp và Thương mại Bắc Kinh cung cấp một chương trình sáng tạo để chuẩn bị CNF hiệu quả cao. Công nghệ này sử dụng một van đồng nhất microgroove giao thoa máy bay phản lực tầm ngắn tự chế có thể chuyển đổi cellulose micron thành sợi nano chỉ với 3 lần xử lý ở áp suất 110 MPa. So với các phương pháp đồng nhất áp suất cao truyền thống (6 lần xử lý 150 MPa) và tác động của máy bay phản lực thủy lực (60 lần chu kỳ 200 MPa), công nghệ mới giúp giảm đáng kể thời gian đầu vào và xử lý năng lượng, đồng thời đảm bảo các đặc tính chất lượng cao của CNF.

Các CNF được chuẩn bị thông qua công nghệ này cho thấy: Các sợi có đường kính khoảng 50nm, quấn vào nhau để tạo thành một cấu trúc lưới và tương tác với nước được tăng cường đáng kể. Khi nồng độ phân tán độ ẩm của CNF vượt quá 1,2wt%, một cấu trúc lưới lập thể ổn định được hình thành, cung cấp một cơ sở tốt cho sự ổn định nhũ tương.

Trong các ứng dụng nhũ tương Pickering, các nghiên cứu xuất sắc không kém của CNF đã chỉ ra rằng nồng độ CNF có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính nhũ tương O/W Pickering: khi nồng độ tăng từ 0,4wt% lên 2,0wt, kích thước bề mặt trung bình của các giọt dầu nhũ tương d [3,2] giảm từ 4,36 μm xuống 2,27 μm và kích thước hạt trung bình thể tích d [4,3] giảm từ 5,17 μm xuống 4,07 μm và các giọt dầu nhỏ hơn và đồng nhất; Độ nhớt rõ ràng của nhũ tương tăng lên khi nồng độ tăng và tất cả đều thể hiện hành vi cắt loãng, có lợi cho các ứng dụng chế biến.

Kiểm tra độ ổn định làm nổi bật lợi thế của nó: nhũ tương ổn định CNF 2.0wt% không phân tầng trong thời gian lưu trữ 40 ngày, chuyển động và tích tụ dầu bị hạn chế bởi cấu trúc mạng không gian và chỉ số nổi chất béo (CI%) gần bằng 0. Điều này bắt nguồn từ sự hấp thụ không thể đảo ngược của CNF trong giao diện dầu-nước và xây dựng mạng ba chiều trong pha liên tục, tạo thành cơ chế ổn định kép.

Nhũ tương Pickering dựa trên CNF được chuẩn bị bằng công nghệ này có tiềm năng rất lớn trong các lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm. Đặc tính phân hủy tự nhiên của nó đáp ứng nhu cầu hóa chất xanh và sự ổn định tuyệt vời phù hợp với việc bảo vệ và truyền các thành phần hoạt tính sinh học. Trong tương lai, với việc tối ưu hóa hơn nữa công nghệ đồng nhất microjet, việc sản xuất và ứng dụng công nghiệp hóa CNF dự kiến sẽ đẩy nhanh tiến độ, tạo động lực mới cho sự phát triển vật liệu hóa học bền vững.

Mô tả kích thước văn hiến:
Tất cả các dữ liệu, hình ảnh và kết luận của bài viết này dựa trên sự chuẩn bị đồng nhất của sợi nano cellulose và các đặc tính nhũ tương Pickering ổn định của nó (Thông báo Polymer 2025), các đoạn cụ thể được đánh dấu như sau:
· Thông số quá trình Microjet:
· Nồng độ hình thành mạng CNFs:
· Dữ liệu kích thước hạt nhũ tương:
· Kết quả ổn định 40 ngày:
· Cơ chế ổn định mạng: