Коллоидный журнал

В рамках классической теории зародышеобразования (КТЗ) рассмотрена кавитация в вязкой газированной жидкости с учетом диффузионного подвода летучего компонента к пузырьку. Получено выражение для стационарного потока зародышей новой фазы. Методом одновременного импульсного растяжения и нагрева определены предельные растяжения метана и растворов метан–гелий с содержанием гелия до 0.2 моль%. Полученные данные, относящиеся к частотам зародышеобразования (10²⁰–10²²) м^-3с^-1, сопоставлены с их расчетами из КТЗ. Обсуждаются особенности зарождения новой фазы в слабых растворах и причины рассогласования теории и опыта.

Представлены экспериментальные результаты по изучению гистерезиса углов смачивания водой кристаллических поверхностей. Были исследованы отступающие и наступающие краевые углы и их гистерезис на гидрофильных и гидрофобных подложках с разной поверхностной структурой ─ оксида кремния, слюды, и кальцита при воздействии внешнего давления на линию трехфазного контакта сидящего воздушного пузырька. На гидрофобизованных образцах оксида кремния и слюды наблюдался эффект гистерезиса краевых углов. Появление закрепления линии трехфазного контакта (пиннинга), способствовало изменению углов смачивания  при приложении внешнего давления. На гидрофильных поверхностях оксида кремния и слюды при перемещении линии трехфазного контакта, заметного изменения наступающих и отступающих контактных углов не происходило и эффект гистерезиса практически отсутствовал. Устойчивый пиннинг, наблюдаемый на полированной поверхности кристалла кальцита при контакте с водой, приводил к появлению гистерезиса угла смачивания и гидрофилизации поверхности кальцита, связанной со cтруктурными смещениями в решетке кристалла.

Адсорбционная способность краевых и базальных поверхностей каолинита может сильно различаться. Эти особенности определяют характер его адсорбционного поведения, оставаясь мало изученными. При этом, именно анизотропия краевой поверхности определяет широкую область применения каолинита в геохимических, экологических и технологических приложениях. В работе с использованием первопринципных расчетов определено влияние анизотропии поверхности каолинита на ее адсорбционную способность. Изучен механизм связывания молекул воды с наиболее стабильными поверхностями каолинита: (001), (001¹), (010), (110). Установлено, что наиболее энергетически выгодные адсорбционные конфигурации молекул воды возникают на краевой поверхности (010), превышая в ~ 4 раза энергию адсорбцию на базальной поверхности (001¹). Возникающая энергетическая разница обусловлена участием в адсорбционном механизме кроме поверхностных кислородов также гидроксильных групп, отсутствие которых значительно снижает вероятности образования водородных связей. Полученные результаты находиться в согласии с результатами существующих  исследований.

Показано, что для получения обратных микроэмульсий в системах лецитин – олеиновая кислота – вазелиновое масло – растительное масло – эфирное масло – вода можно использовать масло из тропического растения гака (Momordica cochinchinensis) и эфирное масло куркумы (Curcuma longa). В микроэмульсию можно ввести не менее 6.5 мас.% воды при концентрации лецитина в органической фазе 20 мас.%, соотношении вазелинового масла и масла гака 1:1 по массе и при мольном соотношении олеиновой кислоты и лецитина от 0.2 до 0.8. Гидродинамический диаметр капель микроэмульсий составлял, в зависимости от содержания воды и лецитина, от 3 до 21 нм. Методом ИК-Фурье спектроскопии показано, что для микроэмульсии с W=14 доля объемной (свободной) воды в каплях составила 36.5 мольных %, доля гидратной (связанной с полярными группами ПАВ) воды – 55.0 мол.%, доля воды, находящейся среди углеводородных цепей – 8.5 мол.%. Методом диализа на модели водорастворимого красителя Родамина С показано, что скорость его переноса из микроэмульсии в физиологический раствор составила 15.4·10-3 г/(м2·ч); за 6 часов выделилось примерно 3,2 % красителя, что позволяет разрабатывать препараты с замедленным высвобождением лекарственных веществ.

Рассмотрены процессы лазерного диспергирования материалов в жидкостях для высокопроизводительной генерации коллоидных наночастиц и различные лазерные, а также материальные параметры, влияющие на этот процесс. На примере лазерной абляции в дистиллированной воде химически-инертного модельного материала (золото) без использования химических стабилизаторов с помощью оптического и массового критериев сравниваются эффективности и эргономичности генерации коллоидных наночастиц с использованием лазерных систем c нано-, пико- и фемто-секундной длительностями импульса.  Проводится разностороннее сравнение основных характеристик золотых, а также серебряных наночастиц, полученных абляцией в воде с использованием импульсного лазерного излучения различной длительности. Обсуждаются типы коллоидных взаимодействий между наночастицами в водных средах и приводится анализ вклада структурных и ионно-электростатических взаимодействий в долговременную устойчивость дисперсий золотых и серебряных наночастиц.

Экспериментально определены интегральные и дифференциальные функции распределения частиц по размерам для двухкомпонентных микропорошковых смесей стехиометрических составов: поликристаллических алюминия, никеля, титана и аморфного бора, механически обработанных в шаровой планетарной мельнице при различных временн х условиях процесса. Проанализировано влияние длительности механообработки вышеуказанных смесей на математическую форму и параметрические характеристики найденных функций распределения. Показано, что во всех рассмотренных случаях эти функции могут быть представлены в логарифмически нормальном виде. Определены наиболее информативные статистические характеристики (моменты) указанных функций. Выявлены зависимости этих характеристик от длительности механообработки смесей. В рамках приближения, основанного на использовании обобщенных динамически-стохастических уравнениях типа Ланжевена, предложена кинетическая модель процесса механической обработки металлических и неметаллических микропорошковых смесей в планетарных мельницах. Модель позволяет корректно описать временнýю эволюцию фракционного состава смесей в процессе их механообработки, а также фиксировать темпоральные вариации основных статистических характеристик соответствующих функций распределения в этом процессе.

Получены новые биоразлагаемые микроэмульсионные и жидкокристаллические системы бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия (АОТ)/вода/изопропилмиристат (ИПМ) для доставки лекарственных и физиологически активных веществ. Совокупностью методов динамического рассеяния света и рентгеновской дифракции найдены их структурные и размерные характеристики. С использованием пакета программ Primus и SasView смоделирована форма и расположение частиц в зависимости от содержания АОТ. Показано, что с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества происходит изменение формы мицелл в микроэмульсиях от сферической до цилиндрической, а при высоких концентрациях происходит структурно-фазовый переход с образованием жидкокристаллической фазы.Исследовано влияние модели биоактивного соединения L-лизина, на размер и структуру системы. Установлено, что добавление в образцы аминокислоты приводит к увеличению размерных характеристик микроэмульсий, а в случае жидкокристаллической фазы – к распаду гексагональной упаковки на отдельные цилиндры.Полученные результаты могут быть полезны при выборе пары переносчик-введенное вещество при создании эффективных транспортных систем для доставки более сложных аналогов, таких как лекарственные средства и белковые молекулы.

This study investigated the controllable fabrication of anisotropic particles with different sizes and morphologies via self-assembly and photoinduced deformation of azo colloidal microspheres, which were formed from a typical azo molecular material (IAC-4) that contains a 1,4,3,6-dianhydrosorbitol core and the cinnamate peripheral groups. Firstly, azo colloidal microspheres were obtained by self-assembly via gradually adding deionized water into IAC-4 solution of tetrahydrofuran. For precisely controlling the length of short axis of anisotropic particles, IAC-4 colloidal microspheres with different and uniform sizes were obtained by adjusting the IAC-4 concentration, adding rate of water and stirring rate. And that, the size of colloidal microspheres becomes smaller with the increase of IAC-4 concentration, the adding rate of water and the stirring rate. Finally, IAC-4 colloidal microspheres in the solid state, perpendicularly irradiated by the linearly polarized laser beam (λ = 488 nm), were irreversibly and controllably stretched into anisotropic particles with the different morphologies, length of long axis and axial ratio via adjusting the irradiation time and the power of laser beam.

Silybum marianum seeds extract (Silymarin) application is often limited by its low aqueous solubility. Using a nanoemulsions system is one way to address this issue. This study aimed to prepare and characterize a stable formulation of Silymarin-based nanoemulsion to investigate the synergistic antioxidant and antibacterial activity of Silymarin and lemon essential oil (LEO) as oil phase. Nanoemulsion containing Silymarin (SiLONE) was developed, and its properties were investigated. The nanoemulsion yielded a particle size of 13.1 nm, a zeta-potential of +0.8 mV, and a 98% encapsulation efficiency. It was stable for more than 6 months at 25°C. The half maximal inhibitory concentration (IC50) of antioxidant activity of Silymarin, combined Silymarin-LEO as bulk form (SiLEB) and SiLONE were 165.04 ± 0.07, 146.96 ± 0.11, and 87.70 ± 0.11 µg/mL, respectively. SiLONE exhibited a better performance in Gram-positive strains than Silymarin or LONE (P<0.001). The combination of Silymarin with LEO significantly increased antioxidant and antibacterial activity compared to each compound alone (P<0.001). Also, reducing particle size to nano-range increased antioxidant activity (P<0.001). Consequently, SiLONE is an excellent antioxidant agent with a powerful antibacterial effect on Gram-positive bacterial strains and is recommended for biomedical applications.

Статья посвящена всестороннему исследованию электроосмотического течения и транспорта ионов через заполненный неньютоновской жидкостью мягкий наноканал с привитым полимером. В работе рассматривается равновесное течение в щелевом прямоугольном канале, в котором заряженный полиэлектролитный слой (PEL) образуется за счет одновалентных кислотных ионизируемых групп, прикрепленных к жесткой стенке. В нашей работе рассматривается эффект ионного разделения, который возникает из-за разницы в относительной диэлектрической проницаемости области полиэлектролита и в объеме электролита. Для описания математической модели используются совместно нелинейное уравнение Пуассона-Больцмана и модифицированное уравнение движения сплошной среды. Основная цель этого анализа - продемонстрировать влияние объемного pH на регулирование заряда моноионных функциональных групп, находящихся в полиэлектролитном слое, влияние характеристического показателя потока жидкости и различных электрогидродинамических параметров, включая толщину двойного электрического слоя, параметр разделения ионов, длину Дебая, параметры мягкости и т. д., определяющие общие параметры модуляции потока и селективности. Ожидается, что это исследование станет значительным шагом вперед в реальном математическом моделировании электрогидродинамики непрерывных межфазных потоков в мягких наноканалах.

Emulsion instability is the main concern of the emulsion liquid membrane process for industrial use. The present investigation focuses on the removal of Diclofenac (DCF) from an aqueous solution by MWCNT, Fe2O3, and SiO2 nanoparticles stabilized emulsion nanofluid membrane (ENM). The current study also emphasizes the recycling of nanoparticles and assesses the stability and performance of the ENM system. The optimization of parameters like treat ratio, emulsification time, and agitation speed was carried out by the application of Box-Behnken Design and interaction plots were used for understanding the interdependence between the parameters and their combined effect on the %extraction of DCF. The optimum values for maximum removal of DCF were observed in the range: agitation speed: 400-500 rpm, emulsification time: 2.5-5 mins, and treat ratio: 10-14. The ENMs were characterized by ATR-FTIR, DLS, photomicrographs, and Turbiscan. Emulsion recycling was also carried out for the reutilization of nanoparticles and the membrane phase. Turbiscan analysis of recycled ENMs was performed to examine the stability of ENMs after each cycle.

The aim of this study was to create a solid-self-micro emulsifying drug delivery system (S-SMEDDS) to improve the oral bioavailability of Agomelatine, which is weakly water soluble. Agomelatine, an antidepressant medication, is rapidly absorbed (>75%) after oral administration, but it has a low water solubility and significant first-pass metabolism, resulting in a low absolute bioavailability (4%).Based on solubility of Agomelatine, Capmul MCM (oil), Kolliphor EL (surfactant), PEG 400 (co-surfactant) and Neusilin US2 (solid carrier) were selected to prepare solid SMEDDS. The optimized formulation was stable with zeta potential of -28.0 ± 0.5 mV and globule size 105.2 ± 13.7 nm, PDI 0.32, pH 7.3 ± 0.2, cloud point 65 ± 1°C and assay 98.0 ± 0.6% which corresponds to L-SMEDDS. It was robust to dilution. TEM image showed uniformly distributed globules. The result of in-vitro drug release study suggested that there was greater drug release from Agomelatine S-SMEDDS as compared to plain drug suspension. S-SMEDDS drug release followed zero order kinetics, indicating that it is unaffected by drug concentration.

After more than two decades of development, particulate formulations have gradually entered the industrialization stage, and their quality control is important. In the manufacturing process, many particles are originated from hydrophobic materials, they might be prepared as a suspension, and then filled. The physical stability of the particles in the suspension is an important aspect of the industrial production, because it influences the filling accuracy of the dose. Due to the tiny size, it is hard to determinate the particle status under the suspension stage. In this work, aiming at developing a method for characterizing the physical stability of particulate suspensions, the particle counting method was developed to establish a unique characterization technique for determining sedimentation of particulate drug delivery system. The methodology was validated, and particle sedimentation was test using poly (D,L-lactic acid)(PLA)micro suspensions, the dispersion coefficient of variation (MCV) was calculated to furthering express the stability of the suspension system. The methodological validation results showed that the RSD values of each validation term of the method were less than 10%, the sedimentation of the PLA particle suspension system could be determinated through the method, and the dispersion coefficient of variation (MCV) could distinguish subtle difference between the components. This method could effectively monitor the stability of opaque hydrophobic particles, improving the efficiency and accuracy of the conventional method. It was feasible and has potency to be applied for industrial scale, due to its high efficacy.