Nanoemulsions (also known as miniem

Nanoemulsions (also known as miniemulsions) [1] and [2] are kinetically stable emulsions with droplet dimensions below 100 nm. It is important to distinguish nanoemulsions from microemulsions [3••], the latter being equilibrium structures belonging to the larger class of self-assembled phases of molecular amphiphiles [4]. Compared to microemulsions, the morphology and size of nanoemulsions are relatively insensitive to changes in physicochemical conditions [3••]. This allows the formulation of nanoemulsions from a larger cross-section of fluids, including aqueous solutions and hydrocarbons [5], fluorocarbon oils [6] and [7], pre-cursors for polymeric [1], [2] and [8] and inorganic materials [9] and [10], and more exotic materials including ionic liquids [11] and liquid metals [12]. As such, nanoemulsions have become important to a wide range of applications including pharmaceuticals [13] and nanomedicine [6], [7] and [14], foods [15], [16] and [17] and consumer products [18], nanotechnology [19], energy conversion and efficiency [20] and [21], sensors [22], [23] and [24], and sustainable chemistry [25].

This diverse set of applications has driven significant efforts to understand the colloidal behavior of nanoemulsions including their interactions, stability, microstructure, and rheology. In this regard, nanoemulsion droplets are complicated with respect to their larger counterparts in multiple ways. First, their small size results in extreme resistance to deformation that is partly responsible for their kinetic stability [26•] and [27]. Furthermore, their size approaches the characteristic length scales of typical colloidal interactions [28], giving rise to long-range forces between droplets that can lead to remarkable and counter-intuitive behavior. This includes the formation of viscoelastic [29••], [30•] and [31••] and solid-like [30•], [32••] and [33•] phases with complex rheology [34•], as well as the formation of ordered structures despite the inherent polydisperse nature of nanoemulsion droplets [26•].

Although these unique aspects of nanoemulsions have been acknowledged for some time, a better understanding of how they control and give rise to fluids with complex dispersion structure and rheology, and how this behavior might be used to engineer new applications, has only recently emerged. This review is devoted to recent developments in understanding and controlling the complex colloidal behavior of nanoemulsions, and the interesting structures and properties they give rise to. We first briefly review the processes by which nanoemulsions form and are (de)stabilized. We then turn to our primary focus—the interactions that dominate the colloidal behavior of nanoemulsions. These interactions can be used to form and control colloidal states with complex rheology, whose rich behavior has served as the driver for a number of emerging technological applications. We conclude with an outlook on outstanding challenges and new opportunities in controlling the colloidal behavior of nanoemulsions.

2. Nanodroplet formation and stability
There have been a number of recent reviews on both the formation of nanodroplets and their stability once formed [3••], [5], [15], [26•], [35•] and [37•]. As such, the intent here is merely to give a brief overview to inform those unfamiliar with nanoemulsions, and to highlight aspects that are relevant to their colloidal behavior.

2.1. Nanoemulsification

Colloidal interactions between nanodroplets
We turn our attention to the interactions between droplets that control colloidal behavior, and the various ways in which they have been experimentally measured and manipulated.

3.1. Measuring interdroplet interactions

Measurements of colloidal interactions in emulsions have been made using a number of methods, including small angle neutron scattering (SANS) [30•], [32••], [33•], [34•], [64•] and [65], atomic force microscopy (AFM) [66] and [67] and optical methods [68]. For example, SANS can measure the structure factor, S(q), of dispersed droplets, providing an indirect measure of the interaction potential, U(r), where r is the center-to-center separation distance of droplets. Although AFM and the surface forces apparatus (SFA) [69] provide more direct measurements of colloidal forces between nanodroplets, they have yet to be applied to nanoemulsions due to challenges in isolating and attaching nanodroplets to measurement surfaces.

Optomagnetic methods to measure colloidal interactions [70] have also been applied to magnetic nanoemulsions to measure interactions between nanodroplets [71••]. In these methods, the application of a magnetic field to ferrofluidic droplets produces dipolar interactions that lead to droplet chaining. By observing the resulting Bragg diffraction spectrum to precisely measure interdroplet distances, and calibrate
Work-based methods to produce nanoemulsions typically involve large amounts of viscous energy dissipation that are ac

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Nanoemulsions (หรือเรียกว่า miniemulsions) [1] และ [2] มี kinetically อิมัลชันที่มีเสถียรภาพที่มีขนาดหยดต่ำกว่า 100 นาโนเมตร มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกแยะ nanoemulsions จาก microemulsions [3 ••] หลังโครงสร้างเป็นสมดุลที่อยู่ในชั้นขนาดใหญ่ของตัวเองขั้นตอนการประกอบของ amphiphiles โมเลกุล [4] เมื่อเทียบกับ microemulsions, สัณฐานและขนาดของ nanoemulsions มีความรู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขทางเคมีกายภาพ [3 ••] นี้จะช่วยให้การกำหนด nanoemulsions จากข้ามส่วนขนาดใหญ่ของของเหลวรวมทั้งสารละลายไฮโดรคาร์บอนและ [5], น้ำมันลูออโรคาร์บอน [6] [7] ก่อนเคอร์เซอร์สำหรับพอลิเมอ [1], [2] และ [8] และวัสดุอนินทรี [9] และ [10], และวัสดุที่แปลกใหม่มากขึ้นรวมทั้งของเหลวไอออนิก [11] และโลหะของเหลว [12] เช่น nanoemulsions ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญในการที่หลากหลายของการใช้งานรวมทั้งเวชภัณฑ์ [13] และ Nanomedicine [6] [7] และ [14] อาหาร [15] [16] และ [17] และสินค้าอุปโภคบริโภค [18] นาโนเทคโนโลยี [19], การแปลงพลังงานและประสิทธิภาพ [20] และ [21] เซ็นเซอร์ [22] [23] และ [24] และเคมีอย่างยั่งยืน [25].

ชุดนี้มีความหลากหลายของการใช้งานที่มีการขับเคลื่อนความพยายามอย่างมีนัยสำคัญที่จะเข้าใจ พฤติกรรมของคอลลอยด์ nanoemulsions รวมทั้งการมีปฏิสัมพันธ์ของพวกเขามีความมั่นคงทางจุลภาคและไหล ในเรื่องนี้หยด nanoemulsion มีความซับซ้อนที่เกี่ยวกับองค์กรขนาดใหญ่ในหลายวิธี แรกผลมีขนาดเล็กของพวกเขาในการต่อต้านที่รุนแรงต่อการเปลี่ยนรูปที่มีส่วนรับผิดชอบต่อความมั่นคงเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพวกเขา [26 •] และ [27] นอกจากนี้ขนาดของพวกเขาเข้าใกล้เครื่องชั่งน้ำหนักความยาวลักษณะของการมีปฏิสัมพันธ์คอลลอยด์ทั่วไป [28] ซึ่งก่อให้เกิดพลังในระยะยาวระหว่างหยดน้ำที่สามารถนำไปสู่การที่โดดเด่นและพฤติกรรมเคาน์เตอร์ ซึ่งรวมถึงการก่อตัวของ viscoelastic [29 ••], [30 •] และ [31 ••] และของแข็งเช่น [30 •], [32 ••] และ [33 •] ขั้นตอนที่มีการไหลที่ซับซ้อน [34 •] เช่นเดียวกับการก่อตัวของโครงสร้างสั่งซื้อแม้จะมีธรรมชาติ polydisperse โดยธรรมชาติของหยด nanoemulsion [26 •].

แม้ว่าเหล่านี้ในแง่มุมที่เป็นเอกลักษณ์ของ nanoemulsions ได้รับการยอมรับบางครั้งมีความเข้าใจที่ดีขึ้นของวิธีที่พวกเขาควบคุมและก่อให้เกิดของเหลวที่มีโครงสร้างการกระจายตัวที่ซับซ้อน และการไหลและวิธีการทำงานนี้อาจถูกนำมาใช้ในการสร้างงานใหม่ได้โผล่ออกมาเมื่อเร็ว ๆ นี้ รีวิวนี้จะทุ่มเทให้กับการพัฒนาล่าสุดในการทำความเข้าใจและการควบคุมพฤติกรรมคอลลอยด์ที่ซับซ้อนของ nanoemulsions และโครงสร้างที่น่าสนใจและคุณสมบัติที่พวกเขาก่อให้เกิด ครั้งแรกที่เราตรวจสอบกระบวนการสั้น ๆ โดยที่ nanoemulsions รูปแบบและมี (DE) มีความเสถียร จากนั้นเราจะหันไปโฟกัสปฏิสัมพันธ์หลักของเราที่ครองพฤติกรรมของคอลลอยด์ nanoemulsions ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถนำมาใช้ในรูปแบบและการควบคุมรัฐคอลลอยด์ที่มีการไหลที่ซับซ้อนที่มีพฤติกรรมที่อุดมไปด้วยได้ทำหน้าที่เป็นคนขับสำหรับจำนวนของการใช้งานเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ เอาเป็นว่าเรามีมุมมองเกี่ยวกับความท้าทายที่โดดเด่นและโอกาสใหม่ ๆ ในการควบคุมพฤติกรรมของคอลลอยด์ nanoemulsions.

2 Nanodroplet การก่อตัวและความมั่นคง
มีอยู่เป็นจำนวนความคิดเห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ทั้งการก่อตัวของ nanodroplets และความมั่นคงของพวกเขาเกิดขึ้นครั้งเดียว [3 ••] [5] [15], [26 •], [35 •] และ [37 • ] เป็นเช่นนี้ความตั้งใจที่นี่เป็นเพียงเพื่อให้ภาพรวมคร่าวๆที่จะแจ้งให้ผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับ nanoemulsions และเพื่อเน้นแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของพวกเขาคอลลอยด์.

2.1 Nanoemulsification

ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Colloidal nanodroplets
เราหันความสนใจของเราที่จะมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างหยดน้ำที่ควบคุมพฤติกรรมของคอลลอยด์และวิธีการต่างๆในการที่พวกเขาได้รับการวัดการทดลองและจัดการได้.

3.1 ขนาดปฏิสัมพันธ์ interdroplet

วัดของการมีปฏิสัมพันธ์คอลลอยด์ในอิมัลชันได้รับการทำโดยใช้จำนวนของวิธีการรวมทั้งมุมเล็ก ๆ นิวตรอนกระเจิง (SANS) [30 •], [32 ••], [33 •], [34 •], [64 • ] และ [65] กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) [66] และ [67] และวิธีการออปติคอล [68] ยกตัวอย่างเช่น SANS สามารถวัดปัจจัยโครงสร้าง, S (Q), ละอองกระจายให้มาตรการทางอ้อมของศักยภาพปฏิสัมพันธ์ U (R), ที่ r คือระยะทางที่แยกศูนย์การศูนย์ของหยด แม้ว่า AFM และเครื่องอุปกรณ์กองกำลังพื้นผิว (SFA) [69] ให้การวัดโดยตรงมากขึ้นของกองกำลังคอลลอยด์ระหว่าง nanodroplets พวกเขายังไม่ได้นำไปใช้กับ nanoemulsions เนื่องจากความท้าทายในการแยกและแนบ nanodroplets การวัดพื้นผิว.

วิธี Optomagnetic ในการวัดการปฏิสัมพันธ์คอลลอยด์ [ 70] นอกจากนี้ยังได้ถูกนำไปใช้ nanoemulsions แม่เหล็กในการวัดการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่าง nanodroplets [71 ••] วิธีการเหล่านี้ในการใช้สนามแม่เหล็กที่จะหยด ferrofluidic ผลิตปฏิสัมพันธ์ dipolar ที่นำไปสู่การผูกมัดหยด โดยการสังเกตที่เกิด Bragg การเลี้ยวเบนของคลื่นความถี่ที่จะแม่นยำในการวัดระยะทาง interdroplet และสอบเทียบ
วิธีการทำงานตามการผลิต nanoemulsions มักจะเกี่ยวข้องกับจำนวนมากของการกระจายพลังงานที่มีความหนืด AC

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

nanoemulsions ( ยังเป็นที่รู้จัก miniemulsions ) [ 1 ] และ [ 2 ] เป็นอิมัลชันจลนศาสตร์ มั่นคงกับหยดขนาดต่ำกว่า 100 นาโนเมตร มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกแยะ nanoemulsions จากไมโครอิมัลชัน [ 3 •• ] หลังถูกสมดุลโครงสร้างของชั้นเรียนขนาดใหญ่ของควอนตัมดอตโมเลกุลแบบ amphiphiles [ 4 ] เมื่อเทียบกับไมโครอิมัลชัน ลักษณะและขนาดของ nanoemulsions ค่อนข้างอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขและ•• [ 3 ] นี้จะช่วยให้การ nanoemulsions จากภาพตัดขวางขนาดใหญ่ของของเหลว ได้แก่ สารละลาย และสารไฮโดรคาร์บอน [ 5 ] , fluorocarbon และขับ [ 6 ] [ 7 ] , พรีเคอร์เซอร์สำหรับพอลิเมอร์ [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ] และ [ 9 ] และวัสดุอนินทรีย์ [ 10 ] และวัสดุที่แปลกใหม่มากขึ้นรวมทั้งของเหลว [ 11 ] และโลหะเหลวอิออน [ 12 ] เช่น nanoemulsions ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหลากหลายของการใช้งานรวมถึงยา [ 13 ] และการแพทย์นาโน [ 6 ] [ 7 ] และ [ 14 ] อาหาร [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] และผู้บริโภคผลิตภัณฑ์ [ 18 ] นาโนเทคโนโลยี [ 19 ] , การเปลี่ยนรูปพลังงานและประสิทธิภาพ [ 20 ] และ [ 21 ] , เซ็นเซอร์ [ 22 ] [ 23 ] และ [ 24 ] และ [ เคมียั่งยืน 25 ]ชุดนี้มีความหลากหลายของโปรแกรมทำให้ความพยายามอย่างมากที่จะเข้าใจพฤติกรรมของคอลลอยด์ของ nanoemulsions รวมถึงการโต้ตอบของพวกเขา , ความมั่นคง , โครงสร้างจุลภาคและสมบัติ . ในการนี้ นาโนอิมัลชั่นหยดมีความซับซ้อนด้วยความเคารพคู่ขนาดใหญ่ของพวกเขาในหลายวิธี แรกของพวกเขา ขนาดเล็ก ผลสุดต้านทานการเปลี่ยนรูปซึ่งมีส่วนรับผิดชอบต่อเสถียรภาพของการเคลื่อนไหว - [ 26 ] และ [ 27 ] นอกจากนี้ ขนาดของพวกเขาวิธีการลักษณะเกล็ดความยาวปกติของคอลลอยด์ [ 28 ] , ให้สูงขึ้นเพื่อการบังคับระหว่างหยดที่สามารถนำไปสู่พฤติกรรมที่โดดเด่นและเคาน์เตอร์ที่ใช้งานง่าย ซึ่งรวมถึงการวิ•• [ 29 ] ] และ [ [ 30 - 31 •• ] และแข็งเหมือน [ 30 - ] [ 32 ] [ 33 ] ••และแต่ละขั้นตอนที่มีสมบัติที่ซับซ้อน - [ 34 ] เช่นเดียวกับการสั่งโครงสร้างแม้โดยธรรมชาติ polydisperse ธรรมชาติของนาโนอิมัลชั่นหยด [ 26 - ]ถึงแม้ว่าเหล่านี้เฉพาะด้านของ nanoemulsions ได้รับการยอมรับสำหรับบางเวลา ความเข้าใจที่ดีของวิธีการที่พวกเขาควบคุมและก่อให้เกิดของเหลวที่มีโครงสร้างและการกระจายรายได้ ที่ซับซ้อนและวิธีการที่พฤติกรรมนี้อาจจะใช้งานโปรแกรมใหม่และมีเพียงเมื่อเร็ว ๆนี้เกิด รีวิวนี้จะทุ่มเทเพื่อการพัฒนาล่าสุดในความเข้าใจและการควบคุมพฤติกรรมของ nanoemulsions คอลลอยด์ที่ซับซ้อนและน่าสนใจโครงสร้างและคุณสมบัติ พวกเขาให้สูงขึ้นไป เราทบทวนสั้น ๆกระบวนการที่ nanoemulsions รูปแบบและ ( de ) คงที่ เราก็หันมาโฟกัสหลักของเราปฏิสัมพันธ์ที่ครองสมบัติคอลลอยด์ของ nanoemulsions . การโต้ตอบเหล่านี้สามารถใช้รูปแบบและการควบคุมทางการสมบัติคอลลอยด์ ซับซ้อน ซึ่งอุดมไปด้วยพฤติกรรมได้รับหน้าที่เป็นไดรเวอร์สำหรับจำนวนของโปรแกรมประยุกต์เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ เราสรุปด้วยแนวโน้มความท้าทายที่โดดเด่นและโอกาสใหม่ในการควบคุมพฤติกรรมของคอลลอยด์ของ nanoemulsions .2 . การพัฒนา nanodroplet และความมั่นคงมีหลายความคิดเห็น ล่าสุด ทั้งในรูปแบบของ nanodroplets และความมั่นคงของพวกเขา เมื่อเกิด•• [ 3 ] , [ 5 ] , [ 15 ] - [ 26 ] , [ 3 ] และ [ - 37 - ] เช่น ตั้งใจให้ที่นี่เป็นเพียงคร่าว ๆ เพื่อแจ้งให้ผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับ nanoemulsions และเน้นลักษณะที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของคอลลอยด์ของพวกเขา2.1 . nanoemulsificationปฏิสัมพันธ์ระหว่าง nanodroplets คอลลอยด์เราหันความสนใจของเราที่จะปฏิสัมพันธ์ระหว่างพฤติกรรมของคอลลอยด์หยดที่การควบคุม และวิธีการต่าง ๆ ที่พวกเขาได้ทดลองวัดและควบคุม3.1 . วัด interdroplet ปฏิสัมพันธ์การวัดของคอลลอยด์ในอิมัลชันได้ใช้จำนวนของวิธีการรวมทั้งมุมเล็กนิวตรอนกระจัดกระจาย ( Sans ) - [ 30 ] [ 32 ] [ 33 ] •• , - 34 - [ ] - , [ 64 ] และ [ 65 ] , กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม ( AFM ) [ 66 ] และ [ 67 และวิธีการ [ 68 ] แสง ] ตัวอย่างเช่น Sans สามารถวัดปัจจัยโครงสร้าง S ( Q ) , การกระจายหยดให้วัดทางอ้อมของปฏิสัมพันธ์ที่มีศักยภาพ U ( R ) ที่ R ศูนย์ ศูนย์แยกระยะทางของอนุภาค แม้ว่า AFM และพื้นผิวบังคับอุปกรณ์ ( SFA ) [ 69 ] ให้วัดโดยตรง กองกำลังของคอลลอยด์ระหว่าง nanodroplets พวกเขายังสามารถใช้เพื่อ nanoemulsions เนื่องจากความท้าทายในการแนบ nanodroplets พื้นผิวและการวัดวิธีการ optomagnetic วัดของคอลลอยด์ [ 70 ] ยังได้ถูกนำมาใช้เพื่อ nanoemulsions แม่เหล็กวัดปฏิสัมพันธ์ระหว่าง nanodroplets •• [ 71 ] ในวิธีการเหล่านี้ การใช้สนามแม่เหล็กเพื่อ ferrofluidic หยดผลิต dipolar ปฏิสัมพันธ์ที่ทำให้เกิดตัวแบบ . โดยการสังเกตผลแบร็กเลนส์สเปกตรัมแน่นอนวัดระยะทาง interdroplet และการสอบเทียบงานตามวิธีการผลิต nanoemulsions มักจะเกี่ยวข้องกับจำนวนมากของ