Controlling the droplet size distributions of oil-in-water Pickering emulsions stabilized by cellulose nanofibers derived from spent coffee grounds

控制由废咖啡渣中提取的纤维素纳米纤维稳定的水包油皮克林乳液的液滴尺寸分布

基本信息

批准号：
22KJ1398
负责人：
金井典子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

合成界面活性剤を使わずに、環境負荷の少ないセルロースナノファイバー（CNF）を乳化安定剤として用いたピッカリングエマルション（PE）が注目を集めている。本研究では、食品・農業廃棄物由来のTEMPO酸化型CNF（TCNF）で安定化された水中油滴型PEの不安定化機構の解明を目的としている。横浜国立大学で行った、ホップ蔓由来TCNFで安定化されたPEの安定性評価をColloids Surf., A誌に論文発表した。ドデカンとオリーブ油の二種類の油を用いて、乳化後一か月間分離しないPEの調製に必要なCNF濃度の決定と油滴サイズ測定を行った。また、油滴/TCNF分布観察から、ドデカンPE、オリーブPEでは複数の乳化破壊メカニズム（フロキュレーション、オストワルド熟成、合一）が異なる度合いで進行していることが示唆された。2022年1月よりオーストラリアWestern Sydney University（WSU）に滞在し、高分解能核磁気共鳴イメージング（MRI）による緩和・拡散法を使ったPEの乳化破壊メカニズムの解明を行った。医療用に一般に使われるMRIよりも非常に大きい磁場強度（11.7, 14.1 T）を使用することで、数百マイクロメートルの解像度でドデカン・オリーブPEの内部微細構造を撮影し、PE表面付近に凝集/合一した油滴の可視化に成功した。また、PE全体をボクセル単位の緩和時間画像（T1 map、T2 map）および拡散係数画像（ADC map）として再構成することにより、遊離油・乳化層・水層が異なる緩和・拡散特性をもつことを明らかにした。ドデカンPEの乳化層のT1分布は、乳化破壊による微細構造変化との相関が見られたことから、T1 mapがPEの微細構造評価に使用できることを提案した。以上の結果をLangmuir誌に発表し、Supplementary coverに採用された。

使用纤维素纳米纤维（CNF）的乳液乳液（PES），它们在不使用合成表面活性剂的情况下，由于乳化稳定剂而具有较低的环境影响，这引起了人们的注意。这项研究旨在阐明用源自食物和农业废物衍生的节奏氧化的CNF（TCNF）稳定的水中水滴型PE的不稳定机制。一篇论文发表在胶体冲浪中，A，《横向衍生的TCNF》在横滨国立大学对PE稳定的稳定性评估。使用两种类型的油，十二烷和橄榄油，制备PE所需的CNF浓度在乳化后不会分开一个月，并测量了油滴尺寸。此外，对油滴/TCNF分布的观察结果表明，在十二烷PE和Olive PE中，乳化破坏的多种机制（絮凝，Ostwald衰老，结合）在不同程度上发展。他从2022年1月开始在澳大利亚的西悉尼大学（WSU）留在西部悉尼大学（WSU），并使用高分辨率的核磁共振成像（MRI）使用松弛和扩散方法阐明了PE乳化破坏的机制。使用磁场强度（11.7，14.1 t）明显高于常用的医疗MRI的磁场强度，我们能够以数百微米的分辨率拍摄十二烷 - olive PE的内部微观结构，并成功可视化的油滴汇总了PE表面附近的凝聚/耦合。此外，通过将整个PE重建为基于体素的松弛时间图像（T1 MAP，T2 MAP）和扩散系数图像（ADC地图），可以发现游离油，乳化层和水层具有不同的松弛和扩散特性。由于十二烷PE的乳化层的T1分布与由于乳化破坏而引起的微结构变化相关，因此我们提出T1地图可用于PE的微结构评估。上述结果发表在Langmuir杂志上，并通过补充封面通过。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

セルロースナノファイバー研究と実用化の最前線、第1編第2章 5節『農業廃棄物からのCNF製造』

纤维素纳米纤维研究与实际应用前沿，第1部分第2章第5节“农业废弃物生产CNF”

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
金井　典子;川村　出
通讯作者：
川村　出

Upcycling of Waste Hop Stems into Cellulose Nanofibers: Isolation and Structural Characterization

DOI：
10.1021/acsagscitech.1c00041
发表时间：
2021-08-16
期刊：
ACS AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子：
0
作者：
Kanai, Noriko;Nishimura, Kosuke;Kawamura, Izuru
通讯作者：
Kawamura, Izuru

A volumetric and intra-diffusion study of solutions of AlCl3 in two ionic liquids - [C2TMEDA][Tf2N] and [C4mpyr][Tf2N]

AlCl3 在两种离子液体 - [C2TMEDA][Tf2N] 和 [

DOI：
10.1039/d2cp03304f
发表时间：
2022
期刊：
Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子：
3.3
作者：
Harris Kenneth R.;Kanai Noriko;Price William S.;Torres Allan M.;Willis Scott A.;Rodopoulos Theo;Veder Jean-Pierre;Ruther Thomas
通讯作者：
Ruther Thomas

Using cellulose nanofibers isolated from waste hop stems to stabilize dodecane or olive oil-in-water Pickering emulsions