Проекты

Получение эмульсии методом температурной инверсии фаз

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск»

Направление работы: Прикладная химия
Авторы работы: МБОУ «СОШ № 2 им. Короленко В. Г. с углублённым изучением иностранного языка»
Предметы: Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2021 года

Актуальность

В настоящее время очень большое количество людей страдают от акне и разного рода проблем кожи. Эти явления доставляют определённый дискомфорт и сопровождаются болезненными ощущениями, к тому же не самый красивый вид кожи стимулирует появление комплексов. Проблема, конечно, серьёзная, но решаемая. Необходимо просто доставлять определённые активные компоненты в кожу. Но возникает вопрос: как это осуществлять? Сейчас очень перспективным является изучение эмульсий и производство на их основе продукции. Повышенное внимание объясняется тем, что эмульсии являются отличным способом доставки различных полезных веществ в организм человека. Существует немалое количество методов получения эмульсионных систем, но наиболее применяемые из них являются высокоэнергетическими и требуют больших затрат энергии.

Цель

Получить эмульсию методом температурной инверсии фаз (который является низкоэнергетическим, то есть требует малых затрат энергии), являющуюся потенциальной основой для производства средства от акне.

Задачи

  1. Выбрать поверхностно-активные вещества (ПАВ).
  2. Подобрать оптимальные соотношения компонентов для получения эмульсии низкоэнергетическим методом.
  3. Получить эмульсию.
  4. Изучить характеристики полученной эмульсии.

Оснащение и оборудование, использованные при создании работы

  • Мерные стаканы
  • Пенициллиновые флаконы
  • Дозатор
  • Нагревательная плитка
  • Магнитная мешалка
  • Термопара
  • Ледяная баня
  • Микроскоп

Описание

Эмульсии готовились методом температурной инверсии фаз согласно методике:

  • Сначала водная фаза с растворёнными эмульгаторами нагревается выше точки помутнения ПАВ (t ≈100°C).
  • Затем масляная фаза также нагревается выше температуры помутнения.
  • Нагретые фазы смешиваются при интенсивном перемешивании, образуется обратная эмульсия вода/масло.
  • Полученная эмульсия резко охлаждается на ледяной бане.
  • Для повышения устойчивости образованной эмульсии в систему вводится охлаждённый загуститель. Для набухания загустителя в систему вводится щёлочь. Образуется прямая эмульсия.

Полученные эмульсии характеризовались неустойчивостью, поэтому для грамотной стабилизации использовалась смесь двух ПАВ в соотношении 1:1. Также был введён загуститель, так как полученные эмульсии оказались чувствительны к изменению условий окружающей среды.

Наилучшей рецептурой для получения эмульсии низкоэнергетическим методом оказалась рецептура № 12.

Для определения типа полученной эмульсии небольшое количество эмульсии помещалось в стакан с дистиллированной водой и тщательно перемешивалось. Равномерное распределение эмульсии в воде говорит о том, что дисперсионная среда эмульсии – вода, поэтому эмульсия прямая.

Результаты работы/выводы

Была получена эмульсия методом температурной инверсии фаз, что соответствует поставленной цели. Дополнительные наблюдения показали, что полученная нами эмульсия устойчива: за время наблюдения не произошло потери первоначальных свойств. Эмульсия была исследована: определён её тип, произведено исследование с помощью микроскопа, сделана микрофотография.

Сотрудничество с вузом/учреждением

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения

Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» по направлению «Многообразие науки» 2021 г. – призёр.

Конкурс проектов и исследований «Старт в медицину» 2021 г. – участник заключительного этапа

Мнение автора

«Работа получилась. Хотелось бы ещё измерить размер частичек дисперсной фазы (капель масла), но, думаю, что проект можно будет доработать»