胶体颗粒稳定的界面及胶体颗粒在界面的相互作用

胶体颗粒稳定的分散体系如乳液、泡沫和气泡等体系在众多研究领域吸引了越来越多的关注。胶体颗粒的吸附机理、油-水界面和气-水界面的胶体颗粒稳定机制以及吸附于界面的胶体颗粒乳液相互作用对这些分散体系的实际应用至关重要。虽然在相关方面已经有众多研究,胶体颗粒对界面的稳定作用和胶体颗粒之间的相互作用仍然存在很多问题,值得进一步研究。在本文中,我们首先系统地回顾了历来胶体颗粒稳定的乳液和气泡体系的研究,并概括地介绍了在该领域内较为重要和较为成熟的研究进展,包括乳液、泡沫和液体弹珠等。人们早已认识到胶体颗粒在界面的吸附现象,在学术上的探讨也已经超过一个世纪。上世纪八十年代有研究者提出了定量的理论模型来描述这种现象。该理论从自由能降低的角度解释了为何胶体颗粒会吸附到界面上,并且能将胶体颗粒对两相的浸润性与乳液和泡沫体系的稳定性联系起来。在乳液稳定性方面,有大量的研究支撑了上述理论;研究者们制备了具有响应性的乳液体系,如pH/温度响应性。之后,我们讨论了吸附在界面的胶体颗粒的相互作用的最新进展,并提出了该领域内尚未解决的问题。由于需要精密的仪器和熟练的操作技巧,胶体颗粒在界面的相互作用实验和理论研究之间还存在巨大的差距。虽然弯曲界面更为常见,实验上通常采用水平界面作为模型界面来研究胶体颗粒在界面的相互作用。胶体颗粒在界面的引入会由摩擦导致电荷存在,这很可能是长程静电相互作用的原因。最后,我们介绍了胶体颗粒稳定的分散体系的在包埋、食品、控释和干水的制备等领域的应用。使用乳液液滴作为平台,是制备包埋体系的主要手段之一。吸附在界面的胶体颗粒,不仅可以稳定界面,也可以作为胶体微胶囊的壁材。使用自然来源的胶体颗粒为稳定颗粒,乳液体系可方便地应用于食品相关领域。近年来由于其全部由水相构成,水-水体系吸引了越来越多的关注。气-水界面与油-水界面具有相同的稳定机制,我们对一些基于气-水界面的应用进行了探讨。我们希望借由该篇文章鼓励更多的研究人员参与到胶体颗粒稳定界面的研究中来,并基于此开发出越来越多的新颖应用。