[論文レビュー] Applications and Use of Microemulsions

Kai Lun Lee|arXiv (Cornell University)|Aug 13, 2011

Surfactants and Colloidal Systems被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、化学的および産業的プロセスにおけるマイクロエマルジョンの最近の応用をレビューし、溶解化、触媒作用、物質合成の向上におけるその役割に焦点を当てる。マイクロエマルジョン—油、水、界面活性剤からなる熱力学的に安定で均一な混合系—が効率的な物質移動とナノ構造制御を可能にし、医薬品送達、環境修復、ナノ材料の合成分野における重要な進展をもたらしていることが強調されている。

ABSTRACT

During the past five decades since the discovery of microemulsions by Jack H. Shulman, there have been huge progresses made in applying microemulsion systems in a plethora of research and industrial processes. While it is beyond the scope of this paper to give a complete review of all significant developments and applications, it will attempt to highlight several recent developments in applications that might interest readers for whom this paper serves as an introduction to microemulsions. In that note, the relevance of this paper and the truncated scientific background on microemulsions are first discussed.

研究の動機と目的

• 分野に初めて入門する研究者向けにマイクロエマルジョンの理解を容易にするための紹介を提供すること。
• マイクロエマルジョン系の最近の産業的および科学的応用を強調すること。
• マイクロエマルジョンが効率的な物質移動およびナノ構造制御を可能にする意義を説明すること。
• 医薬品、環境科学、材料合成分野における新規応用を紹介すること。
• マイクロエマルジョンを基盤とする研究開発への入り口を求める研究者にとっての要約的リファレンスとしての役割を果たすこと。

提案手法

• 化学物理学および流体動力学分野におけるマイクロエマルジョン応用に関する最近の文献を体系的にレビューすること。
• 界面活性剤による界面エネルギー低減を用いたマイクロエマルジョンの相挙動および熱力学的安定性の分析。
• ナノ粒子の制御された合成に用いられるナノリアクターとしてのマイクロエマルジョン系の検討。
• 疎水性化合物の水中における溶解度向上にマイクロエマルジョンが果たす役割の評価。
• 油流出の修復や汚染物質抽出など、環境分野におけるマイクロエマルジョンの応用に関する議論。
• マイクロエマルジョンの構造および界面メカニズムを図式的に説明するための模式図の使用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マイクロエマルジョンは、疎水性物質を水中でどのように効果的に溶解化可能にするか？
• RQ2 マイクロエマルジョンがナノ構造材料の合成を促進する主なメカニズムは何か？
• RQ3 現在、どの産業的および医薬品プロセスでマイクロエマルジョンが測定可能な成功を収めているか？
• RQ4 界面活性剤の組成および相挙動は、マイクロエマルジョンの安定性および機能にどのように影響を与えるか？
• RQ5 環境修復および触媒分野におけるマイクロエマルジョンの潜在的応用としての新規応用は何か？

主な発見

• マイクロエマルジョンは、界面活性剤で安定化されたナノスケールのドロイプ形成によって、疎水性物質を水中に溶解化可能にする。
• マイクロエマルジョンは、粒子サイズおよび形状を制御可能な均一なナノ粒子の合成に効果的なナノリアクターとして機能する。
• 医薬品送達分野における応用は、溶解度および安定性の向上により、生体利用可能性の向上と標的放出プロファイルの改善を実現している。
• マイクロエマルジョンは環境修復において効果的であり、特に土壌および水中の非水相液体の抽出・除去に有効である。
• 触媒分野におけるマイクロエマルジョンの使用は、多相系における物質移動および反応効率を向上させる。
• 最近の進展は、医薬品および化学製造分野におけるマイクロエマルジョンベースのプロセスのスケーラビリティおよび産業的実現可能性を示している。