TUGAS TEKNOLOGI SEDIAAN LIKUIDA DAN SEMISOLID

RESUME JURNAL “Emulsions stabilized with solid nanoparticles: Pickering emulsions”

Oleh:

NUR FATJRIA SUSILOWATI

122210101004

Emulsi pickering adalah jenis droplet emulsi yang tidak mengandung surfaktan dalam

pembuatannya. Emulsi piskering dapat digunakan untuk jenis emulsi apapun, baik emulsi

minyak dalam air ( o/w), air dalam minyak (w/o), surfaktan yang digunakan adalah partikel

solid.

Eemulsi pickering dapat menggantikan emulsi klasik dalam pengaplikasiannya untuk emulsi,

karena emulsi pickering memiliki sifat khusus, yaitu bebas surfaktan. Bebas surfaktan ini

menjdikan emusi pickering unggul dari emulsi klasik. Pengaplikasian surfaktan dalam bidang

kosmetik tertentu dan sediaan farmasi lainnya dapat menyebabkan efek samping seperti iritasi,

dan hemolisis. Emulsi pickering dapat menstabilkan emulsi droplet berukulan kecil

(mikrometer) , juga dapat memungkinkan stabilisasi emulsi droplet berukuran besar, yang

memiliki diameter mencapai millimeter. Hal ini menjadi nilai lebih emulsi pickering

dibandingkan dengan emulsi klasik. Penstabilan emulsi droplet dilakukan dengan cara adsorpsi

partikel solid di permukaan emulsi droplet. Mekanisme adsorpsi emulsi piskering sangat berbeda

dengan surfaktan, karena partikel solid tidak perlu menjadi amphiphilic. Pembasahan sebagian

permukaan partikel solid oleh air dan minyak adalah asal dari anchoring kuat partikel solid pada

antarmukan minyak-air.

SEJARAH EMULSI PICKERING

Ramsden menerbitkan sebuah makalah yang menjelaskan adsorpsi partikel solid pada antarmuka

air-minyak, meskipun telah disebutkan bahwa partikel solid teradsorpsi dan memiliki tegangan

antarmuka yang stabil, namun makalah tersebut hanya terfokus pada partikel organic yang

disebut protein (misalnya albumin ) yang mengalami reorganisasi pada adsorpsi antarmuka.

Partikel yang digunakan pun adalah partikel lunak, bukan partikel solid. Kemudian beberapa

tahun kemudian pickering menjelaskan tentang pembentukan stabil emulsi paraffin minyak oleh

partikel solid pada permukaan droplet minyak, dan ini adalah hal yang paling menonjol dari o/w

emulsi yang menggunakan partikel solid stabilizer. Pickering dapat membuktikan adanya adorpsi

partikel solid, dan menunjukkan stabilitas emulsi tersebut dibandingkan dengan emulsi berbasis

surfaktan.

Tujuan :

Jurnal ini ditujukan untuk para pemula yang akan membuat emulsi dengan metode emulsi

pickering. Jurnal ini akan memperkenalkan sifat fisika kimia, ukuran dropet, stabilitas, dan

rheologi dari emulsi pickering. Tinjauan ini bertujuan demistifikasi bidang sehingga orang dapat

mengembangkan aplikasi inovatif menggunakan emulsi Pickering. Aturan dasar yang diberikan

dan cara jenis emulsi, ukuran tetesan, stabilitas emulsi dapat dikontrol ditentukan. Reologi

emulsi Pickering agak berbeda dari emulsi berbasis surfaktan.

Sifat fisika kimia emulsi pickering

Emulsi dikatakan baik dan sukses jika telah stabil untuk jangka yang lama terhadap

fenomena destabilisasi. Stabilitas jangka panjang tergantung pada formulasi, namun proses

pembuatan emulsi karena ukuran droplet diatur oleh gaya gesek ( shear rate) dari proses

emulsifikasi. bahan stabilisasi juga berkontribusi banyak dalam pembuatan emulsi yang stabil.

Sifat kimia fisika berbagai emulsi termasuk emulsi pickering dapat meliputi fenomena adsorpsi

partikel, stabilisasi droplet dengan partikel yang diadsorpsi. Kinetika adsorpsi berpengaruh

dalam proses emulsifikasi, dan sifat rheologi termasuk control creaming dan sedimentasi.

Adsorpsi nanopartikel pada antarmuka

Adsorpsi partikel solid pada antar muka minyak-air membutuhkan pembasahan sebagian solid

dengan air dan minyak. Ini adalah masalah energi antarmuka dari tiga antarmuka yang akan

terjadi yaitu, solid-air, solid-minyak, dan minyak-air. Pembasahan sebagian solid oleh air di

dalam media minyak mensyaratkan bahwa nilai energi adhesi dari air (EAdh (o/w)) positif dan

koefisien penyebaran air (S (w/o)) negative.

EAdh(w/o) = ɣs-o + ɣo-w > 0

S(w/o) = ɣs-o − ɣo-w − ɣs-w < 0

Titik equivalent adalah pertimbangan pembasahan solid oleh minyak dalam media air yang

memiliki energi adhesi (EAdh (o/w)) positif dan koefisien penyebaran air (S (w/o)) dari minyak.

EAdh(o/w) = −S(w/o) = ɣs-w + ɣo-w − ɣs-o > 0

S(o/w) = −EAdh(w/o) = ɣs-w + ɣo-w − ɣs-o < 0

Partikel solid mempunyai permukaan yang hidrofilik yang dapat benar-benar baasah dengan air,

sehingga partikel solid tidak mengalami adsorpsi karena partikel solid tersebar dalam fase air

dalam emulsi. Dalam keadaan yang sama, partikel sangat hidrofilik secara total terbasahi oleh

minyak.

Adsorpsi partikel solid memiliki kondisi pembasahan parsial yang sangat kuat. Energi

bebas adsopsi terkait dengan tegangan antarmuka dan ukuran partikel solid. Energi bebas tidak

menurunkan tegangan antarmuka dari adsorpsi partikel solid, partikel solid tidak memiliki

aktivitas antarmuka sebagai molekul surfaktan.

Stabilisasi emulsi oleh partikel teradsorpsi

Destabilisasi emulsi terjadi dengan dua tahap : koagulasi dan perpaduan. Lapisan permukaan

dengan partikel solid bertindak sebagai peleburan. Lapisan diadsorpsi partikel solid membentuk

lapisan kaku disekitar droplet larutan. Reorganisasi permukaan bahan diperlukan untuk droplet

larutan sebagai pencegahan penggabungan. Kekuatan mekanik lapisan partikel berasal dari

agregasi partikel solid di permukaan droplet. Semua jenis interaksi antara partikel teradsorpsi

pengaruh stabilitas dari emulsi pickering adalah disperse, elektrostatik, bahkan unuk interaksi

yang tidak spesifik seperti tegangan antarmuka, adanya antarmuka minyak-air mempengaruhi

konstribusi emulsi pickering terhadap interaksi secara keseluruhan. Partikel solid juga dapat

sebagai control koagulasi.

Control ukuran emulsi droplet dengan formulasi dan proses

Partikel solid menyerap sebagai monolayer, daerah antar muka minyak-air total diatur oleh

jumlah partikel solid. Dalam kondisi ini, pertimbangan geometris sederhana memberikan

hubungan antara diameter droplet dan rasio massa dari fase terdispersi ke partikel solid. Dalam

kasus jumlah partikel solid sedikit, maka tegangan antar muka yang dapat distabilkan kecil,

sehingga droplet yang dihasilkan berukuran besar. Akan terjadi proses emulsifikasi ringan yang

memungkinkan pembentukan emulsi kasar stabil. Jumlah partikel solid banyak dapat membuat

bentuk emulsi yang sangat. Proses emulsifikasi yang efisien diperlukan namun, ketika proses

emulsifikasi tidak cukup kuat untuk membuat area antarmuka penuh dan partikel solid dapat

menutupi, hanya sebagian parikel padat yang terserap dan sisanya dibiarkan sebagai suspense

dalam fase pendispersi.

Jenis emulsi dikendalikan oleh keterbasahan partikel solid. Dengan cara yang sama

sebagai hidrofilik yang larut dalam air emulsifier (HLB tinggi) dapat mengarahkan proses

emulsifikasi terhadap emulsi jenis o/w (emulsifier hidrofobik ) memberikan w/o (partikel

hidrofilik mendukung o / w) emulsi Pickering.

Gabungan emulsi w / o dan o / w emulsi dalam droplet yang sama digunakan surfaktan

berbasis emulsi, bagian dalam w / o droplet dari w / o / w emulsi harus distabilkan dengan cara

partikel solid bersifat hidrofobik, sedangkan permukaan luar w / o / w tetesan harus ditutup oleh

partikel padat hidrofilik. Stabilitas berbasis surfaktan dari penggabungan jenis emulsi adalah

terganggunya difusi emulsifier dan pencampuran larut minyak dan pengemulsi larut air untuk

stabilisasi droplet internal dan eksternal.

flokulasi partikel solid dapat disesuaikan dengan parameter fisika untuk mengontrol

viskositas emulsi. Sebagai contoh, partikel silika hidrofobik memiliki kecenderungan alami

untuk agregasi; tetapi partikel silika distabilkan oleh elektrostatik yang berasal dari muatan

negatif dari kelompok silanol sisa terionisasi. penambahan elektrolit melemahkan tolakan

elektrostatik, sehingga menyebabkan tambahan agregasi dan meningkatkan viskositas. Di atas

ambang konsentrasi elektrolit (2 × 10-4 mol L-1 NaCl), peningkatan viskositas terjadi, tegangan

leleh muncul, dan elastisitas akan terjadi. Konsekuensinya adalah proses creaming jauh lebih

lambat.

Pembuatan emulsi pickering sangat sederhana,

Dalam table ini dapat digunakan sebagai pedoman praktis untuk menyiapkan berbagai

jenis emulsi pickering yang dapat disiapkan dengan cara sederhana yang sangat mirip dengan

emulsi klasik berbasis surfaktan.

Ada banyak contoh dimana emulsi pickering dapat diaplikasikan. Setiap aplikasi yang

menggunakan metode emulsi dapat beralih ke emulsi pickering. Adapun emulsifier merupakan

pilihan besar karena sebagian pembasahan oleh air dan minyak yang diperlukan untuk adsorpsi

pada antarmuka minyak-air ditemui untuk sebagian besar bahan solid. Modifikasi permukaan

memungkinkan kontrol yang mudah atas pembasahan antarmuka. Dalam jenis emulsi tertentu

dan stabilitas dirancang oleh sifat kimia permukaan nanopartikel solid. Emulsi Pickering

memiliki sifat khusus seperti meningkatkan stabilitas terhadap perpaduan yang membuka

kemungkinan pembuatan emulsi kasar stabil (berukuran milimeter) dan emulsi ganda yang

sangat stabil. Lapisan permukaan droplet emulsi oleh nanopartikel padat membentuk shell kaku

yang bertindak sebagai penghalang terhadap deformasi dan terhadap bahan mentransfer melalui

antarmuka. Hal ini adalah keuntungan dari emulsi pickering dalam berbagai aplikasi.