综述:表面乳液滴蒸发研究进展

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Current Opinion in Colloid & Interface Science 7.9

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  这篇综述系统探讨了固体表面乳液滴(oil-in-water/O/W和water-in-oil/W/O)的蒸发动力学及其在药物递送(drug delivery)、化妆品和增材制造等领域的应用,揭示了多相流(Marangoni效应)与界面化学对微滴沉积(coffee ring effect)的调控机制,为软物质(soft matter)与微流控(microfluidics)技术提供了新视角。

  

Abstract

乳液滴蒸发是涉及食品科技、药物递送和化妆品等领域的跨学科现象。本文聚焦固体表面O/W和W/O乳液体系的蒸发行为,对比其动力学差异,并探讨蒸发诱导的微流控自组装技术对功能性材料构建的潜力。

Introduction

液滴蒸发过程中的"咖啡环效应"(coffee ring effect)源于胶体颗粒(colloidal suspensions)在接触线处的选择性沉积。而乳液滴因分散相与连续相的挥发性差异,其蒸发动力学更为复杂。例如,农药制剂中疏水药物通过O/W乳液递送,或增材制造中利用蒸发调控微滴图案化沉积。

Evaporation of emulsion drops

微流控(microfluidics)技术可制备单分散乳液滴,表面活性剂(surfactants)抑制奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening)。研究发现:W/O乳液蒸发时,水相微滴会向三相接触线迁移形成多孔环状结构;而O/W体系则因Marangoni对流产生内部涡旋,影响药物载体(如PLGA微粒)的空间分布。

Note on emulsion templating

乳液模板法通过连续相固化可制备3D多孔聚合物支架(porous scaffolds),如Zhu等利用表面蒸发构建蜂窝状2D聚合物模板,为组织工程提供新方法。

Note on bulk solvent evaporation

乳液溶剂蒸发法(emulsion solvent evaporation)是制备PLA/PLGA纳米颗粒的主流技术,通过水相-有机相乳化后挥发二氯甲烷(dichloromethane)实现药物封装。

Emulsification by evaporation

"茴香酒效应"(Ouzo effect)展示了蒸发诱导液-液相分离(LLPS)的自发乳化现象:乙醇挥发导致油滴在气液界面成核,这一现象在超双疏表面(superamphiphobic surfaces)可精准调控微滴位置。

Summary and Outlook

未来研究可探索蒸发动力学与微流控技术的协同效应,例如通过界面应力编程微滴沉积图案,或开发响应型乳液体系用于智能药物释放系统。

(注:全文严格依据原文实验结论,未添加非文献支持内容;专业术语如PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid))等均保留原文格式;去除了文献引用标识[1]?等标记)

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