Dynamic Partitioning of Surfactants into Nonequilibrium Emulsion Droplets

化学 油滴 肺表面活性物质 溶解 乳状液 非平衡态热力学 胶束 微尺度化学 微乳液 水溶液 表面张力 相(物质) 分配系数 化学工程 胶束溶液 热力学平衡 色谱法 热力学 有机化学 生物化学 物理 工程类 数学教育 数学
作者
Rebecca V. Balaj,Wangyang Xue,Parvin Bayati,Stewart A. Mallory,Lauren D. Zarzar
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (38): 26340-26350 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.4c08917
摘要

Characterizing the propensity of molecules to distribute between fluid phases is key to describing chemical concentrations in heterogeneous mixtures and the corresponding physiochemical properties of a system. Typically, partitioning is studied under equilibrium conditions. However, some mixtures form a single phase at equilibrium but exist in multiple phases when out-of-equilibrium, such as oil-in-water emulsion droplets stabilized by surfactants. Such droplets persist for extended times but ultimately disappear due to droplet dissolution and micellar solubilization. Consequently, equilibrium properties like oil-water partition coefficients may not accurately describe out-of-equilibrium droplets. This study investigates the partitioning of nonionic surfactants between shrinking microscale oil droplets and water under nonequilibrium conditions. Quantitative mass spectrometry is used to analyze the composition of individual microdroplets over time under conditions of varying surfactant composition, concentrations, and oil molecular structures. Within minutes, nonionic surfactants partition into oil droplets, reaching a nonequilibrium steady-state concentration that can be over an order of magnitude higher than that in the aqueous phase. As the droplets solubilize over hours, the surfactants are released back into water, leading to transiently high surfactant concentrations near the droplet-water interface and the formation of a microemulsion phase with a low interfacial tension. Introducing ionic surfactants that form mixed micelles with nonionic surfactants reduces partitioning. Based on this observation, stimuli-responsive ionic surfactants are used to modulate the nonionic surfactant partitioning and trigger reversible phase separation and mixing inside binary oil droplets. This study reveals generalizable nonequilibrium states and conditions experienced by solubilizing oil droplets that influence emulsion properties.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
zzznznnn发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
Jasper应助子俞采纳,获得10
6秒前
香蕉觅云应助Dobrzs采纳,获得10
6秒前
上官若男应助jade采纳,获得10
8秒前
畅快的饼干完成签到 ,获得积分10
8秒前
树池完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
学呀学完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
金垚发布了新的文献求助10
12秒前
hanpanpan完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
lv发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
龙九局完成签到 ,获得积分10
16秒前
一个西藏发布了新的文献求助10
17秒前
王小海111完成签到 ,获得积分10
17秒前
Zeee发布了新的文献求助10
17秒前
permanent完成签到,获得积分10
18秒前
子俞发布了新的文献求助10
18秒前
我是老大应助sh采纳,获得10
18秒前
忐忑的天真完成签到 ,获得积分10
20秒前
yyy发布了新的文献求助20
21秒前
haiyangzhao发布了新的文献求助10
23秒前
PSCs完成签到,获得积分10
23秒前
领导范儿应助meimingzi采纳,获得10
25秒前
今年发论文完成签到,获得积分10
26秒前
笑到死完成签到,获得积分10
27秒前
花开富贵完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
孤独的涔完成签到,获得积分10
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
青年才俊发布了新的文献求助10
31秒前
buno完成签到,获得积分0
32秒前
arniu2008应助nanmu采纳,获得10
32秒前
CipherSage应助往海深处听采纳,获得10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604088
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688919
关于积分的说明 14857074
捐赠科研通 4696569
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541150
邀请新用户注册赠送积分活动 1507314
关于科研通互助平台的介绍 1471851