1,076 research outputs found
Electrochemical Stimulated Pickering Emulsion for Recycling of Enzyme in Biocatalysis
No full textPotential-stimulated
Pickering emulsions, using electrochemical responsive microgels as
particle stabilizers, are prepared and used for biocatalysis. The
microgels are constructed from cyclodextrin functionalized 8-arm poly(ethylene glycol) (8A PEG-CD) and ferrocene modified counterparts (8A PEG-Fc) via CD/Fc host–guest chemistry. Taking advantage of the
redox reaction of Fc, the formation and deformation of the microgels
and corresponding Pickering emulsions can be reversibly stimulated
by external potential, and have been used for the hydrolysis of triacetin
and kinetic resolution reaction of (R,S)-1-phenylethanol catalyzed
by lipases. Potential stimulated destabilization of the emulsion realizes
an effective separation of the products and enzyme recycling
Pickering interfacial catalysis for oxidation : synergies at water/oil interface
No full textLa catalyse interfaciale de Pickering, en tant que nouveau système de réaction, est apparue dans les réactions biphasiques pour améliorer les performances catalytiques. Malgré le fait que diverses nanoparticules solides aient été développées pour de tels systèmes réactionnels, il y a eu un intérêt croissant pour la stabilisation d'émulsion par un composite à base de particules. L'intégration de nanoparticules avec des composants fonctionnels dans un hybride, permet un système d'émulsion de Pickering "intelligent" avec de nouvelles propriétés et des fonctions améliorées. Ce travail vise à comprendre le comportement des particules à l'interface eau/huile et à développer un nouveau système de catalyse interfaciale Pickering qui possède un effet synergique résultant des composants respectifs.Bénéficiant des propriétés de résonance plasmon de surface localisées, les nanoparticules d'or (NP) peuvent convertir efficacement la lumière en chaleur qui peut rapidement transférer de l'énergie au microenvironnement autour des particules. En tirant parti de ces propriétés, nous avons développé une plateforme de catalyse interfaciale Pickering pour l'oxydation du cyclooctène basée sur la combinaison de NPs Au/SiO2-C3 et [C12]3[PW12O40] qui agissait comme réchauffeur sur site et catalyseur à eau/ interface huile sous irradiation lumineuse. Les propriétés de l'émulsion ont été systématiquement étudiées, y compris la taille des gouttelettes, le volume de l'émulsion, la stabilité et l'effet photothermique. L'effet synergique entre deux particules pourrait non seulement améliorer la zone interfaciale, mais également fournir l'élément chauffant localisé se fixant au catalyseur à l'interface. Par rapport au système thermique conventionnel, l'activité catalytique de la réaction sous une irradiation lumineuse de 355 mW/cm2 à température ambiante a atteint une amélioration de 1,6 fois. Une amélioration aussi significative a prouvé l'importance du chauffage local à l'interface en catalyse biphasique.Les NP Au de très petite taille (< 3 nm) ont attiré une attention remarquable pour catalyser les réactions d'oxydation des alcools. Le greffage de NPs Au ultra-petites à la surface de particules de silice amphiphiles permet le positionnement précis des NPs Au à l'interface huile/eau. Le Au@SiO2-C3 tel qu'obtenu s'est assemblé à l'interface eau/huile pour former des émulsions de Pickering stables. Bénéficiant de la zone interfaciale élevée et de la localisation interfaciale des NP Au, les NP Au@SiO2-C3 ont présenté des performances catalytiques significatives, conduisant à une amélioration de l'absence de base par rapport à la phase huileuse unique.Le polyéthylène glycol (PEG) est un polymère soluble dans l'eau et sensible à la température, et la combinaison de NP de silice et de PEG pourrait obtenir la formation d'émulsions stables qui sont déstabilisées avec la température. Nous avons étudié l'élaboration et la caractérisation d'émulsions de Pickering sensibles à la température stabilisées avec des particules de silice fonctionnalisées au PEG (SiO2@PEG), qui ont été préparées par une synthèse en une étape basée sur l'hydrolyse et la condensation du précurseur de silice en présence de PEG. Les émulsions stabilisées avec SiO2@mPEG 550 NPs ont subi une déstabilisation nette de la température ambiante à 80 °C. D'autres recherches sont axées sur le greffage de polyoxométalates (POM) sur SiO2@PEG pour une application catalytique. Le clivage oxydatif du cyclooctène dans l'émulsion de Pickering a été choisi comme modèle de réaction afin d'évaluer l'efficacité des NPs [email protected] interfacial catalysis, as a novel reaction system, has emerged in biphasic reactions to improve catalytic performance. Despite the fact that various solid nanoparticles have been developed for such reaction systems, there has been growing interest in stabilizing emulsion by particle-based composite. The integration of nanoparticles with functional components in a hybrid, allows a “smart” Pickering emulsion system with new properties and improved functions. This work aims to understand the particles' behavior at the water/oil interface and develop a new Pickering interfacial catalysis system that possesses a synergistic effect resulting from the respective components.Benefiting from the localized surface plasmon resonance properties, gold nanoparticles (NPs) can efficiently conversion of light-to-heat that can rapidly transfer energy to the microenvironment around the particles. By taking advantage of these properties, we developed a Pickering interfacial catalysis platform for the oxidation of cyclooctene based on the combination of Au/SiO2-C3 and [C12]3[PW12O40] NPs that acted as on-site heater and catalyst at water/oil interface under light irradiation. The emulsion properties have been systematically investigated, including droplet size, emulsion volume, stability, and photothermal effect. The synergistic effect between two particles could not only enhance the interfacial area but also provide the localized heater attaching to the catalyst at the interface. Compared to the conventional thermal-driven system, the catalytic activity of the reaction under 355 mW/cm2 light irradiation at room temperature achieved a 1.6-fold enhancement. Such a significant improvement proved the importance of local heating at the interface in biphasic catalysis.Au NPs with ultra-small size (< 3 nm) have attracted remarkable attention for catalyzing alcohol oxidation reactions. The grafting of ultra-small Au NPs on the surface of amphiphilic silica particles allows the precise positioning of Au NPs at the oil/water interface. The as-obtained Au@SiO2-C3 assembled at the water/oil interface to form stable Pickering emulsions. Benefiting from the high interfacial area and the interfacial location of Au NPs, the Au@SiO2-C3 NPs exhibited significant catalytic performance, leading to an improvement in the absence of base compared to the single oil phase.Polyethylene glycol (PEG) are water-soluble and temperature-responsive polymer, and the combination of silica NPs and PEG could obtain the formation of stable emulsions which are destabilized with temperature. We investigated the elaboration and characterization of temperature-responsive Pickering emulsions stabilized with PEG-functionalized silica particles (SiO2@PEG), which were prepared through a one-step synthesis based on the hydrolysis and condensation of the silica precursor in the presence of PEG. Emulsions stabilized with SiO2@mPEG 550 NPs underwent a clear destabilization from room temperature to 80 °C. Further investigations are focused on the grafting of polyoxometalates (POMs) onto SiO2@PEG for catalytic application. The oxidative cleavage of cyclooctene in Pickering emulsion was chosen as a reaction model in order to evaluate the efficiency of the silica@mPEG-POMs NPs
Temperature-responsive Pickering Emulsions Stabilized by Poly(Ethylene Glycol)-Functionalized Silica Particles
No full textInternational audienceParticle-stabilized emulsions, also called Pickering emulsions, are more stable than conventional emulsions. Pickering emulsions may be useful for reducing the surfactants amount and so, the risk for health and environment. Although a long-term stability is generally the final aim of a formulation process for food, cosmetics, paints, etc., a transitory stability (i.e. on demand destabilization) might be wanted for other applications such as emulsions polymerization, oil recovery or catalyst recovery in order to collect the product of interest. In these cases, additional disruption mechanisms need to be introduced to achieve the destabilization of the system, which may increase the costs and the energy consumption. Polyethylene glycol (PEG) is a water-soluble and temperature-responsive polymer. The temperature increase induces a modification of the conformation of the polyoxoethylene chains (from polar to nonpolar due to dehydration of the ethylene oxide units). Surface active particles are more attractive than surfactants since they form much more stable emulsions. The use of PEG adsorbed onto the silica surface may induce the release of some PEG molecules in one of the two phases when the emulsion is destabilized. One way to overcome this issue is to covalently bind the PEG onto the silica NPs.Herein, we report on the elaboration and characterization of temperature-responsive Pickering emulsions stabilized with PEG-functionalized silica particles. The particles were prepared through a one-step synthesis based on the hydrolysis and condensation of the silica precursor in the presence of PEG. The physicochemical properties of the NPs have been thoroughly characterized before the preparation of emulsions. We find that PEG-functionalized silica particles form temperature-responsive Pickering emulsions with oils of different nature. These emulsions undergo a clear temperature-triggered destabilization when heated.Les émulsions stabilisées par des particules, également appelées émulsions de Pickering, sont plus stables que les émulsions conventionnelles. Les émulsions de Pickering peuvent être utiles pour réduire la quantité de tensioactifs et donc les risques pour la santé et l'environnement. Bien qu'une stabilité à long terme soit généralement l'objectif final d'un processus de formulation pour les aliments, les cosmétiques, les peintures, etc., une stabilité transitoire (c'est-à-dire une déstabilisation à la demande) peut être souhaitée pour d'autres applications telles que la polymérisation des émulsions, la récupération du pétrole ou la récupération du catalyseur afin de collecter le produit d'intérêt. Dans ces cas, des mécanismes de perturbation supplémentaires doivent être introduits pour réaliser la déstabilisation du système, ce qui peut augmenter les coûts et la consommation d'énergie. Le polyéthylène glycol (PEG) est un polymère soluble dans l'eau et sensible à la température. L'augmentation de la température induit une modification de la conformation des chaînes de polyoxoéthylène (de polaire à non polaire en raison de la déshydratation des unités d'oxyde d'éthylène). Les particules tensioactives sont plus intéressantes que les surfactants car elles forment des émulsions beaucoup plus stables. L'utilisation de PEG adsorbé à la surface de la silice peut induire la libération de certaines molécules de PEG dans l'une des deux phases lorsque l'émulsion est déstabilisée. Une façon de résoudre ce problème est de lier de manière covalente le PEG aux NP de silice.Nous présentons ici l'élaboration et la caractérisation d'émulsions de Pickering sensibles à la température et stabilisées par des particules de silice fonctionnalisées au PEG. Les particules ont été préparées par une synthèse en une étape basée sur l'hydrolyse et la condensation du précurseur de silice en présence de PEG. Les propriétés physicochimiques des particules ont été soigneusement caractérisées avant la préparation des émulsions. Nous constatons que les particules de silice fonctionnalisées au PEG forment des émulsions de Pickering sensibles à la température avec des huiles de nature différente. Ces émulsions subissent une déstabilisation nette déclenchée par la température lorsqu'elles sont chauffées
Temperature-responsive Pickering Emulsions Stabilized by Poly(Ethylene Glycol)-Functionalized Silica Particles
No full textInternational audienceParticle-stabilized emulsions, also called Pickering emulsions, are more stable than conventional emulsions. Pickering emulsions may be useful for reducing the surfactants amount and so, the risk for health and environment. Although a long-term stability is generally the final aim of a formulation process for food, cosmetics, paints, etc., a transitory stability (i.e. on demand destabilization) might be wanted for other applications such as emulsions polymerization, oil recovery or catalyst recovery in order to collect the product of interest. In these cases, additional disruption mechanisms need to be introduced to achieve the destabilization of the system, which may increase the costs and the energy consumption. Polyethylene glycol (PEG) is a water-soluble and temperature-responsive polymer. The temperature increase induces a modification of the conformation of the polyoxoethylene chains (from polar to nonpolar due to dehydration of the ethylene oxide units). Surface active particles are more attractive than surfactants since they form much more stable emulsions. The use of PEG adsorbed onto the silica surface may induce the release of some PEG molecules in one of the two phases when the emulsion is destabilized. One way to overcome this issue is to covalently bind the PEG onto the silica NPs. Herein, we report on the elaboration and characterization of temperature-responsive Pickering emulsions stabilized with PEG-functionalized silica particles. The particles were prepared through a one-step synthesis based on the hydrolysis and condensation of the silica precursor in the presence of PEG. The physicochemical properties of the NPs have been thoroughly characterized before the preparation of emulsions. We find that PEG-functionalized silica particles form temperature-responsive Pickering emulsions with oils of different nature. These emulsions undergo a clear temperature-triggered destabilization when heated
Catalyse interfaciale de Pickering pour l'oxydation : synergies à l'interface eau/huile
No full textPickering interfacial catalysis, as a novel reaction system, has emerged in biphasic reactions to improve catalytic performance. Despite the fact that various solid nanoparticles have been developed for such reaction systems, there has been growing interest in stabilizing emulsion by particle-based composite. The integration of nanoparticles with functional components in a hybrid, allows a “smart” Pickering emulsion system with new properties and improved functions. This work aims to understand the particles' behavior at the water/oil interface and develop a new Pickering interfacial catalysis system that possesses a synergistic effect resulting from the respective components.Benefiting from the localized surface plasmon resonance properties, gold nanoparticles (NPs) can efficiently conversion of light-to-heat that can rapidly transfer energy to the microenvironment around the particles. By taking advantage of these properties, we developed a Pickering interfacial catalysis platform for the oxidation of cyclooctene based on the combination of Au/SiO2-C3 and [C12]3[PW12O40] NPs that acted as on-site heater and catalyst at water/oil interface under light irradiation. The emulsion properties have been systematically investigated, including droplet size, emulsion volume, stability, and photothermal effect. The synergistic effect between two particles could not only enhance the interfacial area but also provide the localized heater attaching to the catalyst at the interface. Compared to the conventional thermal-driven system, the catalytic activity of the reaction under 355 mW/cm2 light irradiation at room temperature achieved a 1.6-fold enhancement. Such a significant improvement proved the importance of local heating at the interface in biphasic catalysis.Au NPs with ultra-small size (< 3 nm) have attracted remarkable attention for catalyzing alcohol oxidation reactions. The grafting of ultra-small Au NPs on the surface of amphiphilic silica particles allows the precise positioning of Au NPs at the oil/water interface. The as-obtained Au@SiO2-C3 assembled at the water/oil interface to form stable Pickering emulsions. Benefiting from the high interfacial area and the interfacial location of Au NPs, the Au@SiO2-C3 NPs exhibited significant catalytic performance, leading to an improvement in the absence of base compared to the single oil phase.Polyethylene glycol (PEG) are water-soluble and temperature-responsive polymer, and the combination of silica NPs and PEG could obtain the formation of stable emulsions which are destabilized with temperature. We investigated the elaboration and characterization of temperature-responsive Pickering emulsions stabilized with PEG-functionalized silica particles (SiO2@PEG), which were prepared through a one-step synthesis based on the hydrolysis and condensation of the silica precursor in the presence of PEG. Emulsions stabilized with SiO2@mPEG 550 NPs underwent a clear destabilization from room temperature to 80 °C. Further investigations are focused on the grafting of polyoxometalates (POMs) onto SiO2@PEG for catalytic application. The oxidative cleavage of cyclooctene in Pickering emulsion was chosen as a reaction model in order to evaluate the efficiency of the silica@mPEG-POMs NPs.La catalyse interfaciale de Pickering, en tant que nouveau système de réaction, est apparue dans les réactions biphasiques pour améliorer les performances catalytiques. Malgré le fait que diverses nanoparticules solides aient été développées pour de tels systèmes réactionnels, il y a eu un intérêt croissant pour la stabilisation d'émulsion par un composite à base de particules. L'intégration de nanoparticules avec des composants fonctionnels dans un hybride, permet un système d'émulsion de Pickering "intelligent" avec de nouvelles propriétés et des fonctions améliorées. Ce travail vise à comprendre le comportement des particules à l'interface eau/huile et à développer un nouveau système de catalyse interfaciale Pickering qui possède un effet synergique résultant des composants respectifs.Bénéficiant des propriétés de résonance plasmon de surface localisées, les nanoparticules d'or (NP) peuvent convertir efficacement la lumière en chaleur qui peut rapidement transférer de l'énergie au microenvironnement autour des particules. En tirant parti de ces propriétés, nous avons développé une plateforme de catalyse interfaciale Pickering pour l'oxydation du cyclooctène basée sur la combinaison de NPs Au/SiO2-C3 et [C12]3[PW12O40] qui agissait comme réchauffeur sur site et catalyseur à eau/ interface huile sous irradiation lumineuse. Les propriétés de l'émulsion ont été systématiquement étudiées, y compris la taille des gouttelettes, le volume de l'émulsion, la stabilité et l'effet photothermique. L'effet synergique entre deux particules pourrait non seulement améliorer la zone interfaciale, mais également fournir l'élément chauffant localisé se fixant au catalyseur à l'interface. Par rapport au système thermique conventionnel, l'activité catalytique de la réaction sous une irradiation lumineuse de 355 mW/cm2 à température ambiante a atteint une amélioration de 1,6 fois. Une amélioration aussi significative a prouvé l'importance du chauffage local à l'interface en catalyse biphasique.Les NP Au de très petite taille (< 3 nm) ont attiré une attention remarquable pour catalyser les réactions d'oxydation des alcools. Le greffage de NPs Au ultra-petites à la surface de particules de silice amphiphiles permet le positionnement précis des NPs Au à l'interface huile/eau. Le Au@SiO2-C3 tel qu'obtenu s'est assemblé à l'interface eau/huile pour former des émulsions de Pickering stables. Bénéficiant de la zone interfaciale élevée et de la localisation interfaciale des NP Au, les NP Au@SiO2-C3 ont présenté des performances catalytiques significatives, conduisant à une amélioration de l'absence de base par rapport à la phase huileuse unique.Le polyéthylène glycol (PEG) est un polymère soluble dans l'eau et sensible à la température, et la combinaison de NP de silice et de PEG pourrait obtenir la formation d'émulsions stables qui sont déstabilisées avec la température. Nous avons étudié l'élaboration et la caractérisation d'émulsions de Pickering sensibles à la température stabilisées avec des particules de silice fonctionnalisées au PEG (SiO2@PEG), qui ont été préparées par une synthèse en une étape basée sur l'hydrolyse et la condensation du précurseur de silice en présence de PEG. Les émulsions stabilisées avec SiO2@mPEG 550 NPs ont subi une déstabilisation nette de la température ambiante à 80 °C. D'autres recherches sont axées sur le greffage de polyoxométalates (POM) sur SiO2@PEG pour une application catalytique. Le clivage oxydatif du cyclooctène dans l'émulsion de Pickering a été choisi comme modèle de réaction afin d'évaluer l'efficacité des NPs silica@mPEG-POMs
Catalyse interfaciale de Pickering pour l'oxydation : synergies à l'interface eau/huile
No full textPickering interfacial catalysis, as a novel reaction system, has emerged in biphasic reactions to improve catalytic performance. Despite the fact that various solid nanoparticles have been developed for such reaction systems, there has been growing interest in stabilizing emulsion by particle-based composite. The integration of nanoparticles with functional components in a hybrid, allows a “smart” Pickering emulsion system with new properties and improved functions. This work aims to understand the particles' behavior at the water/oil interface and develop a new Pickering interfacial catalysis system that possesses a synergistic effect resulting from the respective components.Benefiting from the localized surface plasmon resonance properties, gold nanoparticles (NPs) can efficiently conversion of light-to-heat that can rapidly transfer energy to the microenvironment around the particles. By taking advantage of these properties, we developed a Pickering interfacial catalysis platform for the oxidation of cyclooctene based on the combination of Au/SiO2-C3 and [C12]3[PW12O40] NPs that acted as on-site heater and catalyst at water/oil interface under light irradiation. The emulsion properties have been systematically investigated, including droplet size, emulsion volume, stability, and photothermal effect. The synergistic effect between two particles could not only enhance the interfacial area but also provide the localized heater attaching to the catalyst at the interface. Compared to the conventional thermal-driven system, the catalytic activity of the reaction under 355 mW/cm2 light irradiation at room temperature achieved a 1.6-fold enhancement. Such a significant improvement proved the importance of local heating at the interface in biphasic catalysis.Au NPs with ultra-small size (< 3 nm) have attracted remarkable attention for catalyzing alcohol oxidation reactions. The grafting of ultra-small Au NPs on the surface of amphiphilic silica particles allows the precise positioning of Au NPs at the oil/water interface. The as-obtained Au@SiO2-C3 assembled at the water/oil interface to form stable Pickering emulsions. Benefiting from the high interfacial area and the interfacial location of Au NPs, the Au@SiO2-C3 NPs exhibited significant catalytic performance, leading to an improvement in the absence of base compared to the single oil phase.Polyethylene glycol (PEG) are water-soluble and temperature-responsive polymer, and the combination of silica NPs and PEG could obtain the formation of stable emulsions which are destabilized with temperature. We investigated the elaboration and characterization of temperature-responsive Pickering emulsions stabilized with PEG-functionalized silica particles (SiO2@PEG), which were prepared through a one-step synthesis based on the hydrolysis and condensation of the silica precursor in the presence of PEG. Emulsions stabilized with SiO2@mPEG 550 NPs underwent a clear destabilization from room temperature to 80 °C. Further investigations are focused on the grafting of polyoxometalates (POMs) onto SiO2@PEG for catalytic application. The oxidative cleavage of cyclooctene in Pickering emulsion was chosen as a reaction model in order to evaluate the efficiency of the silica@mPEG-POMs NPs.La catalyse interfaciale de Pickering, en tant que nouveau système de réaction, est apparue dans les réactions biphasiques pour améliorer les performances catalytiques. Malgré le fait que diverses nanoparticules solides aient été développées pour de tels systèmes réactionnels, il y a eu un intérêt croissant pour la stabilisation d'émulsion par un composite à base de particules. L'intégration de nanoparticules avec des composants fonctionnels dans un hybride, permet un système d'émulsion de Pickering "intelligent" avec de nouvelles propriétés et des fonctions améliorées. Ce travail vise à comprendre le comportement des particules à l'interface eau/huile et à développer un nouveau système de catalyse interfaciale Pickering qui possède un effet synergique résultant des composants respectifs.Bénéficiant des propriétés de résonance plasmon de surface localisées, les nanoparticules d'or (NP) peuvent convertir efficacement la lumière en chaleur qui peut rapidement transférer de l'énergie au microenvironnement autour des particules. En tirant parti de ces propriétés, nous avons développé une plateforme de catalyse interfaciale Pickering pour l'oxydation du cyclooctène basée sur la combinaison de NPs Au/SiO2-C3 et [C12]3[PW12O40] qui agissait comme réchauffeur sur site et catalyseur à eau/ interface huile sous irradiation lumineuse. Les propriétés de l'émulsion ont été systématiquement étudiées, y compris la taille des gouttelettes, le volume de l'émulsion, la stabilité et l'effet photothermique. L'effet synergique entre deux particules pourrait non seulement améliorer la zone interfaciale, mais également fournir l'élément chauffant localisé se fixant au catalyseur à l'interface. Par rapport au système thermique conventionnel, l'activité catalytique de la réaction sous une irradiation lumineuse de 355 mW/cm2 à température ambiante a atteint une amélioration de 1,6 fois. Une amélioration aussi significative a prouvé l'importance du chauffage local à l'interface en catalyse biphasique.Les NP Au de très petite taille (< 3 nm) ont attiré une attention remarquable pour catalyser les réactions d'oxydation des alcools. Le greffage de NPs Au ultra-petites à la surface de particules de silice amphiphiles permet le positionnement précis des NPs Au à l'interface huile/eau. Le Au@SiO2-C3 tel qu'obtenu s'est assemblé à l'interface eau/huile pour former des émulsions de Pickering stables. Bénéficiant de la zone interfaciale élevée et de la localisation interfaciale des NP Au, les NP Au@SiO2-C3 ont présenté des performances catalytiques significatives, conduisant à une amélioration de l'absence de base par rapport à la phase huileuse unique.Le polyéthylène glycol (PEG) est un polymère soluble dans l'eau et sensible à la température, et la combinaison de NP de silice et de PEG pourrait obtenir la formation d'émulsions stables qui sont déstabilisées avec la température. Nous avons étudié l'élaboration et la caractérisation d'émulsions de Pickering sensibles à la température stabilisées avec des particules de silice fonctionnalisées au PEG (SiO2@PEG), qui ont été préparées par une synthèse en une étape basée sur l'hydrolyse et la condensation du précurseur de silice en présence de PEG. Les émulsions stabilisées avec SiO2@mPEG 550 NPs ont subi une déstabilisation nette de la température ambiante à 80 °C. D'autres recherches sont axées sur le greffage de polyoxométalates (POM) sur SiO2@PEG pour une application catalytique. Le clivage oxydatif du cyclooctène dans l'émulsion de Pickering a été choisi comme modèle de réaction afin d'évaluer l'efficacité des NPs silica@mPEG-POMs
Thermoresponsive Water-in-Oil-in-Water Pickering Double Emulsions Stabilized with Biodegradable and Semicrystalline Poly(ethylene glycol)‑<i>b</i>‑poly(ε-caprolactone-<i>co</i>-δ-valerolactone) Diblock Copolymer Micelles for Controlled Release
No full textWater-in-oil-in-water (W/O/W) Pickering double emulsions
are promising
materials for the construction of carriers for water-soluble and oil-soluble
molecules or drug delivery systems if the contradictive trade-off
between their extreme stability and controlled release properties
can be resolved. In this study, biodegradable and biocompatible poly(ethylene
glycol)-b-poly(ε-caprolactone-co-δ-valerolactone) (PEG-b-PCVL) diblock copolymers
with predesigned hydrophilic to hydrophobic block length ratios and
nearly identical ε-caprolactone/δ-valerolactone molar
ratio (8/2), were synthesized by ring-opening copolymerization. Then,
they self-assembled to create semicrystalline micelles. The melting
points of PEG-b-PCVL copolymers and their lyophilized
micelles were within a physiological range of temperatures, as determined
by differential scanning calorimetry. Water contact angle measurements
provided evidence that the surface wettability of PEG-b-PCVL micelles could be tuned by the PCVL block mass fractions or
temperature stimulus. Such PEG-b-PCVL micelles were
employed as a single particulate stabilizer to develop Pickering double
emulsions through a one-step emulsification technique. W/O/W Pickering
double emulsions could be generated using relatively hydrophobic PEG-b-PCVL micelles with high mass fractions (exceeding about
89%) of PCVL blocks, and they displayed excellent long-term physical
stabilities at room temperature. However, the Pickering double emulsions
underwent a rapid microstructural transition into simple oil-in-water
Pickering emulsions instead of complete demulsification at elevated
temperature (37 °C), which was attributed to the hydrophilicity
of micelles enhanced when the core-forming PCVL melted realized by
temperature stimulus. Consequently, such W/O/W Pickering double emulsions
stabilized solely with semicrystalline PEG-b-PCVL
micelles exhibit thermal responsiveness, enabling them to release
vitamin B12 encapsulated within the internal aqueous phase rapidly
- …
