Promotie: Particle-stabilized bicontinuous emulsions Silica nanoparticle functionalization and electroosmotic flow

Net zoals de haarvaten en nierbuisjes in je nieren, bestaan deeltjes-gestabiliseerde bicontinue-emulsies (ook wel bijels genoemd) uit twee complex verweven, maar gescheiden vloeistofnetwerken, met een enorm vloeistof-vloeistof grensvlak beschikbaar voor moleculaire uitwisseling. Waar het vloeistofnetwerk van een nier gestabiliseerd wordt door de bekledende niercellen, worden de olie- en waternetwerken van bijels gestabiliseerd door een laag nanodeeltjes. We kunnen bijels synthetiseren door spinodale decompositie van een gemengde vloeistof te induceren via oplosmiddel-overdracht geïnduceerde fasenscheiding (STrIPS). Als de gebruikte nanodeeltjes zowel olie als water evengoed bevochtigen, hechten de deeltje onomkeerbaar op het grensvlak, waardoor de structuur bevroren wordt en kleinere poriën behouden blijven.

In dit proefschrift onderzoeken we de synthese en het gebruik van deeltjesgestabiliseerde bicontinue-emulsies (bijels), waarbij we innovatieve methoden verkennen om hun stabiliteit en functionaliteit te verbeteren. We duiken in de synthese en karakterisering van deeltjes die bicontinue emulsies kunnen stabiliseren. Vervolgens maakt de ontwikkeling van een eenkanaals microfluïdica-techniek de snelle synthese en analyse van bijel-vezels mogelijk, en vergemakkelijkt dit het onderzoek naar het effect van additieven op de gevormde structuur. Meer complexe co-flow microfluïdica, en automatisering met behulp van een 3D-printer, stellen ons in staat om duizenden bijel-vezels parallel aan elkaar te printen, wat de basis vormt voor een bicontinue microreactor.

Ten slotte werken we aan het vervullen van een langdurige belofte van bicontinue-emulsies: continue tweefasige katalyse. Zonder een manier om water door het waterporie-netwerk te verpompen, beperken diffusiebeperkingen tot nu toe het systeem. We tonen voor het eerst aan dat vloeistoffen kunnen worden gepompt door de vloeistof-bicontinue-gels via elektro-osmose.