Internacional. Investigadores liderados por Lucio Isa, profesor del Departamento de Materiales de la ETH Zurich, han creado un nuevo tipo de partícula de sílice capaz de estabilizar emulsiones de una nueva forma. Una emulsión es una mezcla finamente dispersada de dos líquidos inmiscibles, constituidos por gotitas de un líquido dispersado en el segundo.
Un ejemplo cotidiano de esto es un aderezo de ensalada de aceite y vinagre: sus componentes principales, el vinagre (efectivamente el agua) y el aceite, no se mezclan por sí mismos y deben ser batidos vigorosamente para crear una mezcla uniforme. Si esta mezcla se deja en reposo, las gotas de vinagre finamente dispersadas se fusionarán de nuevo y los líquidos se separarán por completo.
Por eso es necesario estabilizar las emulsiones: esto se puede conseguir utilizando numerosos emulsionantes diferentes, tales como tensioactivos, polímeros o proteínas. Ya en el comienzo de 1900, los químicos británicos W. Ramsden y S. U. Pickering también demostraron que las emulsiones se podían estabilizar usando partículas sólidas muy finas, como partículas de sílice esféricas (SiO2).
En este proceso, las partículas entran y se unen espontáneamente a la interfase entre los dos líquidos. Forman una especie de armadura alrededor de las gotitas y evitan su fusión, estabilizando así la emulsión prácticamente indefinidamente. Sin embargo, hasta ahora esto requería dos tipos de partículas: aquellas con superficies hidrófilas, es decir, sentadas sobre todo en el agua, que estabilizaban sólo emulsiones de aceite en agua y aquellas con superficies hidrófobas, es decir, en su mayoría sentadas en el aceite, que estabilizan sólo mezclas de agua en aceite.
Ahora los investigadores dicen que esto ya no será necesario: han asperjado las superficies de estas diminutas esferas de sílice, que miden de uno a seis micrómetros de diámetro, cargando con nanopartículas de sílice de un diámetro mucho menor. Como resultado, estas pequeñas bolas toman la forma de frambuesas. Michele Zanini, un estudiante de doctorado del grupo de Isa, fue capaz de alterar la rugosidad de la superficie de manera controlada y crear una colección completa de tales partículas.
En un estudioreciente, los investigadores han demostrado que pueden estabilizar ambos tipos de emulsión usando sólo un tipo de estas partículas en forma de frambuesa. Esto depende únicamente del líquido en el que se introducen las partículas antes de que se forme la emulsión. Si los investigadores agregan las partículas a la fase oleosa, se forma una emulsión agua-en-aceite. A la inversa, son capaces de estabilizar una emulsión de aceite en agua (gotas de aceite finamente dispersadas en agua), si primero disuelven sus nuevas partículas en agua. "Estas partículas pueden por lo tanto ser utilizadas como una herramienta universal para crear emulsiones", dice Isa.
Esto se debe a que la superficie rugosa reduce la movilidad de las partículas a través de la superficie de las gotitas, explica. "A pesar de que empujan hacia adelante en la superficie entre los líquidos, no pueden moverse tan lejos como partículas de sílice comparables con una superficie lisa - las partículas rugosas se atascan antes de que puedan alcanzar la posición energéticamente más favorable en la interfaz", dice el Profesor ETH.
Existen muchas aplicaciones posibles para estas partículas, es decir, cuando existe la necesidad de estabilizar emulsiones; por ejemplo, en la industria química. A pesar de que esta investigación se centró en sistemas de modelos de laboratorio, los mismos principios se pueden extender al uso de partículas ásperas naturales como estabilizadores de emulsión, para encontrar otros usos potenciales en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica, aunque se necesita más investigación en esta dirección.
Fuente: ETH Zurich.
