乳液及其作为纳米反应器或递送运载体的用途

乳液及其作为纳米反应器或递送运载体的用途
【专利摘要】披露了基于卵磷脂的微乳液及其作为纳米反应器和携带物料的用途。在一个实施例中，形成一种纳米材料的方法包括将一种基于卵磷脂的微乳液与一种第一反应物和一种第二反应物混合。在一个另外的实施例中，用于将一种纳米材料封装于一种基于卵磷脂的微乳液中形成一种组合物的方法，并且其中该组合物在一种水性溶液、极性溶液、或非极性溶液中形成一种分散体。
【专利说明】乳液及其作为纳米反应器或递送运载体的用途 发明人 希琳巴西斯（Shireen Baseeth) 斯瓦普尼尔罗希道什贾达夫（Swapnil Rohidas Jadhav)

【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及微乳液。更具体地，本发明涉及卵磷脂微乳液作为纳米反应器 或携带纳米材料的用途。 发明背景
[0002] 自然采用不同类型的细胞以在活生物体中进行常规化学反应。凭借纳米尺寸的区 室化和反应物选择性，一种细胞能以极端精度和空间控制来执行复杂反应的级联。试图模 拟细胞中生物反应器的熟练程度的一种人造或人工反应系统被称为纳米反应器。一个纳米 反应器典型地是尺寸小于一微米并封闭了 一个环境的一个区室，其中反应可以按受控的和 良好定义的方式发生。
[0003] 纳米反应器已被用于开发纳米材料例如纳米粒子（即金属、金属氧化物、金属合 金、金属涂覆的金属氧化物，金属氧化物涂覆的金属）、陶瓷材料、以及量子点。相较于其容 量或更大的对应物，纳米材料展现不同的光学的、磁力的、电的、物理的（即机械硬度、热稳 定性、和化学钝态）、以及催化特性，其可为这类纳米材料提供不同的用途。
[0004] 通过使用自组装的原理，已经从合成的和生物的构建基元开发了不同类型的纳米 反应器。此类纳米反应器的实例包括乳液、微乳液、胶束、凝胶、蛋白质笼形物、和病毒。该微 乳液（μE)是一个高效的系统并且是油包水或水包油的清澈的、热力学上稳定的、胶态纳 米分散体。该分散的相被稳定于通过表面活性剂的自组装形成的胶束内。由于布朗运动， 这些胶束常常冲突和瞬时融合，导致该胶束的内部的部件的交换。这样的动态特性促进该 胶束用作限制的反应介质并且从而将其用作纳米反应器。
[0005] 将微乳液用作纳米反应器的优点包括：将反应速率加速达100倍；给予笼状效果， 其对粒度提供良好控制，产生具有高均质性和单分散性的粒子/纳米材料；该胶束上的表 面活性剂膜稳定这些粒子并防止这些粒子凝聚；并且操作微乳液的特性的简便性使得能够 细调该纳米材料的尺寸和形态。
[0006] 油包水微乳液已被广泛用于产生纳米粒子。然而，微乳液的大部分使用生物不可 降解的表面活性剂（即气溶胶0Τ、Triton Χ-100、和聚乙烯吡咯烷酮）并且使用危险的和 基于石油的有机溶剂（即异辛烷、庚烷、和1- 丁醇）。
[0007] 纳米流体是一类胶态系统，是通过均匀地分散纳米材料（即纳米粒子，纳米纤维， 纳米管，纳米线，纳米棒，纳米片、或纳米液滴）于基液中开发。如与这些基液本身相比，这 些纳米流体具有不同的特性，例如增强的导热性、热扩散率、热粘性、和传热系数。归因于这 些改进的热物理性质，这些纳米流体可用于以下应用例如传热、传质、能源存储、摩擦学用 途、以及生物医学用途。纳米流体被归类为水基的或油基的。这些水基的液体可开发用于 传热，并且这些油基纳米流体可用于润滑剂应用。然而，将纳米粒子分散到油中来制备这类 纳米流体是一个挑战，并且纳米流体不是非常稳定，因为在几天之后纳米粒子经常聚集和 沉淀。
[0008] 纯的磷脂例如磷脂酰胆碱已被用作一种生物基表面活性剂以产生纳米反应器，例 如囊泡和液晶。然而，卵磷脂，是一种包括磷脂的复杂混合物，还未被用于开发纳米反应器。 纯的磷脂比卵磷脂贵约十倍。 发明概述
[0009] 在其不同的各个实施例中，本发明满足这些需求并且披露了基于卵磷脂的微乳液 和其用作纳米反应器和携带物料的用途。
[0010] 在一个实施例中，形成一种纳米材料的一种方法，包括将一种基于卵磷脂的微乳 液与一种第一反应物和一种第二反应物混合。
[0011] 在另一个实施例中，一种组合物包括一种基于卵磷脂的微乳液、一种第一反应物、 和一种第二反应物。
[0012] 在一个另外的实施例中，封装一种纳米材料于一种基于卵磷脂的微乳液中的一种 方法，包括混合该基于卵磷脂的微乳液与该纳米材料，从而封装和稳定该纳米材料。
[0013] 在一个另外的实施例中，一种组合物包括一种基于卵磷脂的微乳液和一种纳米材 料。该组合物在一种水性溶液、一种极性溶液、或一种非极性溶液中形成分散。 发明详细说明
[0014] 已继续展开对微乳液以及其用途的工作。题为"电解液和pH稳定的卵磷脂组合 物"、转让给阿彻-丹尼尔斯-米德兰公司的国际专利申请PCT/US 13/29129披露了微乳液 的生产及其用途，将其全部内容通过引用结合在此。WO 2012/068105披露了微乳液的生产 及其用途，将其全部内容通过引用结合在此。本申请披露了微乳液及其作为纳米反应器、作 为携带纳米材料、或在纳米流体中的用途。
[0015] 在本申请中，包括这些权利要求，除了在操作实例中或除非另外说明，所有表达数 量或特征的数字在所有的情况中应被理解为由术语"约"进行修饰。除非相反地指出，以下 说明书中列举的任何数值参数可以取决于根据本披露的组合物和方法中所希望的特性而 变动。至少并且不是试图限制将等同物的教义应用至权利要求范围，每个描述于本说明书 中的数值参数应当至少根据所报道的有效数字的数目并且通过应用常规修约技术来解释。
[0016] 所述的通过引用结合在此的任何专利、公开物或其他披露材料以全部或部分结合 在此，但是仅结合在此至这样的程度：所结合的材料不与本披露中列举的现存定义、声明或 其他披露材料矛盾。就这一点而论，在此列举的本披露取代任何通过引用结合在此的矛盾 材料。
[0017] 在一个实施例中，形成一种纳米材料的一种方法，包括将一种基于卵磷脂的微乳 液与一种第一反应物和一种第二反应物混合。该第一反应物和该第二反应物之间的相互作 用产生该纳米材料。在与该第二反应物混合之前，该基于卵磷脂的微乳液可与该第一反应 物混合。在混合该第一反应物和该第二反应物之前，该第二反应物还可与一种基于卵磷脂 的微乳液混合。在与该第一反应物混合之前，该基于卵磷脂的微乳液可与该第二反应物混 合。在混合该第一反应物和该第二反应物之前，该第一反应物还可与一种基于卵磷脂的微 乳液混合。该方法还可包括混合该基于卵磷脂的微乳液与该第一反应物以产生一种第一微 乳液，混合该基于卵磷脂的微乳液与该第二反应物以产生一种第二微乳液，并且混合该第 一微乳液与该第二微乳液。在生产该纳米材料时，此种方法可同时封装该纳米材料于该基 于卵磷脂的微乳液中。
[0018] 在另一个实施例中，一种组合物包括一种基于卵磷脂的微乳液、一种第一反应物、 和一种第二反应物。该第一反应物和该第二反应物中的至少一种可以是选自下组的一种催 化剂，该组由以下各项组成：还原剂、氧化剂、金属催化剂、辅酶、配体、螯合剂、和酶。该第 一反应物和该第二反应物中的至少一种还可以选自下组，该组由以下各项组成：金属盐、金 属氧化物、金属合金、金属复合物、用于聚合物合成的单体、用于聚合物合成的低聚物、蛋白 质、及其任何组合。该组合物还可以是生物基的。该第一反应物和该第二反应物中的至少 一种或两种可被封装于该基于卵磷脂的微乳液中。
[0019] 该纳米材料可具有2-500纳米（nm)的粒度，2-250nm的粒度，2-100nm的粒度， 5-100nm的粒度，或2-50nm的粒度。在该基于卵磷脂的微乳液中的纳米材料可具有5-50nm 之间的粒度。该基于卵磷脂的微乳液可包括卵磷脂、一种助表面活性剂、和一种选自下组的 酸化剂，该组由以下各项组成：一种羧酸、一种羧酸的一种盐、一种羧酸的一种酯、及其任何 组合。该基于卵磷脂的微乳液可进一步包括分离的或纯化的脂肪酸。该助表面活性剂可以 是聚山梨醇酯。该酸化剂可以是该羧酸、该羧酸的盐、和该羧酸的酯，并且该羧酸可以是乳 酸。该纳米材料可以是以按重量计0.01% -20%的浓度存在。
[0020] 该第一反应物可以选自下组，该组由以下各项组成：金属盐、金属合金、金属复合 物、蛋白质、用于聚合物合成的单体、用于聚合物合成的低聚物、及其任何组合。该第一反应 物可以是具有约〇. IM至约3M之间的浓度的一种金属盐。
[0021] 该第二反应物可以是一种催化剂并且可以选自下组，该组由以下各项组成：还原 齐?、氧化剂、酶、辅酶、金属催化剂、配体、螯合剂、及其任何组合。该还原剂可以选自下组，该 组由以下各项组成：硼氢化钠、柠檬酸钠、绿茶提取物、多元酚、多元酚衍生物、儿茶酸、类黄 酮、黄烷醇、丹宁酸、木质素、及其任何组合。该方法可进一步包括分散该卵磷脂于一种具有 2-80之间的介电常数的溶剂中，或用一种选自下组的非极性溶剂，该组由以下各项组成： 非极性有机溶剂、离子液体、植物油、矿物油、精油、石蜡、石油馏分、及其任何组合。该催化 剂可以是以按重量计〇. 01% -25%之间的浓度存在。
[0022] 在一个实施例中，披露了一种基于卵磷脂的纳米反应器。该基于卵磷脂的纳米反 应器可包括一种用于催化反应、还原化合物、或氧化化合物的催化剂。该基于卵磷脂的纳米 反应器可包括一种基于卵磷脂的微乳液，该微乳液具有还原剂、氧化剂、酶、或该微乳液中 的可用于开发该纳米反应器中的材料的其他催化剂。在一个实施例中，该还原剂可以是一 种环境上良好的还原剂，例如绿茶提取物，其是生物基的并包括多元酚组分，所述多元酚组 分是将前体还原为纳米材料的基本化学物质。在另一个实施例中，该基于卵磷脂的纳米反 应器可包括一种基于卵磷脂的微乳液，其在该微乳液中具有一种氧化剂，可被用于开发纳 米材料。在另一个实施例中，该基于卵磷脂的微乳液可包括促进化合物反应的一种催化剂 (catalyst)或催化试剂（catalytic agent)。该催化剂可以是氧化剂、还原剂、酶、辅酶、金 属催化剂、配体、螯合剂、或促进化合物反应的其他化合物。
[0023] 在另一个实施例中，该微乳液可以包括一种螯合剂或配体，其可被用于溶液中螯 合或结合来自废水、钻井液、废水处理的金属，或甚至作为食品、美容或药物应用中一种自 由基清除剂。在另一个实施例中，该微乳液可以与封装于该微乳液中的金属粒子一起使用， 以清除硫化物并稳定生成物金属硫化物悬浮液，而不用该微乳液的相分离。本发明的微乳 液的PH和电解液稳定性使得这些清除应用尤其有用。
[0024] 在一个另外的实施例中，披露了包括一种基于卵磷脂的微乳液和一种纳米材料的 组合物。该组合物在一种极性溶液、一种非极性溶液、或一种水性溶液中形成分散体。该组 合物可进一步包括具有2-80之间的介电常数的一种溶剂、一种非极性溶剂、或一种极性溶 齐U。该纳米材料可具有约5-200nm之间的粒度。该纳米材料可包括金属、金属盐、金属氧化 物、金属酶、金属氧化物组合物、金属化合物、活性炭、碳纳米纤维、碳纳米板、碳纳米管、富 勒烯、石墨烯、石墨烯纳米粉末、石墨烯纳米板、石墨烯氧化物富勒烯、有机营养素、无机营 养素、金属硫化物、金属合金、金属复合物、蛋白质、聚合物、纳米管、石墨烯、石墨、生物活性 齐U、蛋白质、营养品、一种药剂、食品成分、及其任何组合。该纳米材料可被封装在包括该基 于卵磷脂的微乳液的一种自组装结构的反相核心中。该组合物可以是生物基的并可以在一 种溶剂中至少两周保持稳定。该基于卵磷脂的微乳液可包括如此处有关微乳液所述的组 分。
[0025] 在一个实施例中，该纳米材料可包括金属盐、金属氧化物、金属酶、金属氧化物复 合物、金属化合物、金属硫化物、金属合金、金属复合物、活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维、碳 纳米板、石墨烯、石墨烯纳米粉末、石墨烯纳米板、石墨烯氧化物富勒烯、蛋白质、聚合物、营 养素（有机和无机）及其任何组合。在另一个实施例中，该纳米材料可以是选自下组的金 属和金属合金，该组由以下各项组成（但不限于）：银、铝、金、钼、硼、钴、铜、铬、铁、钥、锰、 镍、镁、铟、镍、娃、锡、钽、钛、鹤、锌、镍-钛合金、锡-铜合金、铁-镍-钴合金、铁镍合金、 铁-铬、钴合金、铜-锌合金、银-铜合金、银-铜合金、银-锡合金、镍-铬-钴合金、错-娃 合金、铜镍合金、铜-铟合金、铜-铟-镓合金、铜-铟-硫合金及其任何组合。
[0026] 这些纳米材料还可以是选自下组的金属氧化物，该组由以下各项组成（但不限 于）：氧化铝、氢氧化铝、氧化铋、氧化铈、氧化钴（Π )、氧化钴（III)、氧化钴（II、III)、氧 化铬、氧化铜、氧化亚铜、氧化镝、氧化铒、氧化铕、氧化铁（Π )、氧化铁（III)、氧化礼、氧化 铪、氧化铟、氢氧化铟、氧化镧、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钥、氧化锰、氧化钕、氢氧化 镍、氧化镍、氧化镨、氧化锑、氧化硅、氧化钐、氧化锡、氧化铽、氧化钛（锐钛矿）、氧化钛（金 红石型）、氧化钨、氧化钇、氧化锌、碳酸锌、氧化锆、氢氧化锆及其任何组合。这些纳米材料 还可以是选自下组的一种金属氧化物复合物，该组由以下各项组成（但不限于）：氧化锑 锡、氧化锌-氧化铝、氧化钡铁、碳酸钡、钛酸钡、氧化钴铁、氧化铟锡、氧化锰铁、氧化镍铁、 氧化镍锌铁、氧化镍钴铁、氧化锶铁、钛酸锶、铝酸钇、氧化锌铁、氧化锌钴铁、氧化锌锰铁及 其任何组合。这些纳米材料可以是选自下组的金属化合物，该组由以下各项组成（但不限 于）：氮化铝、氮化硼、碳化硼、碳化铬、碳化铬、碳化铪、六硼化镧、三氟化镧、碳化钥、二硫 化钥、二硅化钥、碳化铌、碳化硅、氮化硅、碳化钽、硼化钛、碳化钛、氮化钛、碳化钒、碳化钨、 碳化钨钴、二硫化钨、二硼化锆、碳化锆、氮化锆及其任何组合。
[0027] 本发明的组合物可被用作一种生物修复组合物，用于一种纳米材料、一种生物医 学组合物、一种美容组合物、一种纳米反应器、一种纳米流体、一种食品成分的一种递送运 载体，用作一种传热流体，用作一种变压器流体，用作一种冷却剂添加剂、一种生物润滑剂、 腐蚀抑制剂、除垢剂、海上应用添加剂、粘度调节剂、润滑剂、或油田应用钻井添加剂。在这 些用途中，该纳米材料可以选自下组，该组由以下各项组成：金属、金属盐、金属氧化物、金 属酶、金属氧化物组合物、金属化合物、活性炭、碳纳米纤维、碳纳米板、碳纳米管、富勒烯、 石墨烯、石墨烯纳米粉末、石墨烯纳米板、石墨烯氧化物富勒烯、有机营养素、无机营养素、 金属硫化物、金属合金、金属复合物、蛋白质、聚合物、营养品、药剂、生物活性和食品成分。
[0028] 在一个另外的实施例中，一种封装纳米材料于一种基于卵磷脂的微乳液中的方 法，包括混合该基于卵磷脂的微乳液与该纳米材料，从而封装该纳米材料。该方法可进一步 包括分散该基于卵磷脂的微乳液于一种具有2-80之间的介电常数的溶剂中。该方法可进 一步包括分散该基于卵磷脂的微乳液于一种选自下组的非极性溶剂中，该组由以下各项组 成：非极性有机溶剂、离子液体、植物油、矿物油、精油、石蜡、石油馏分、及其任何组合。该方 法可进一步包括将一种第一反应物和一种第二反应物与该基于卵磷脂的微乳液混合，其中 该第一反应物和该第二反应物之间的相互作用形成该纳米材料。该基于卵磷脂的微乳液可 包括如此处有关微乳液所述的组分。
[0029] 在一个另外的实施例中，具有或不具有一种纳米材料的本发明的微乳液可以分散 或稀释于一种液体中。该液体可以是一种极性溶剂或一种非极性溶剂。可以使用的极性溶 剂包括但不限于水、乳酸乙酯、或其他极性液体。可以包括的非极性溶剂包括但不限于植物 油、矿物油、硅酮油、精油、石蜡、或其任何组合。
[0030] 在另一个实施例中，纳米材料可以通过溶解所使用的一种反应物以建立在一种液 体例如水中的纳米材料来产生。本发明的微乳液还可以用该反应物溶解或分散于该液体 中，以使得该反应物被定位在该微乳液中。由于本发明的微乳液是稳定的，当产生该纳米反 应器时，反应物在该液体中的功能不受影响。本发明的微乳液的稳定性减弱了对稳定剂的 任何需求，并且本发明的微乳液可以稳定超过两周而无任何沉淀。
[0031] 在一个实施例中，这些纳米材料可以在该纳米反应器中同时产生和稳定化，这使 得该纳米反应器为一种良好的纳米材料载体。在一个另外的实施例中，该微乳液的稳健性 使得大批反应物或化学品能够置于该反应物纳米反应器中，并允许该微乳液在多种恶劣条 件，包括但不限于碱性、酸性和电解质浓度下使用。
[0032] 在另一个实施例中，可以置于本发明的该纳米反应器中的化学品或反应物包括包 括但不限于金属盐（例如氯化铁、氯金酸、硝酸银、氧化亚铁、铜盐、或锌盐）、金属氧化物、 碳纳米管、富勒烯、石墨烯、金属硫化物、金属合金、金属复合物、蛋白质、和/或还原剂（例 如硼氢化钠、柠檬酸钠、或绿茶提取物）。金属盐、氧化剂、和/或还原剂的任何组合可以用 于使用本发明的纳米反应器来产生纳米材料。
[0033] 在另一个实施例中，在此产生的一种纳米粒子可以用于产生一种纳米流体，其可 以任选地用一种基液或溶剂例如乙二醇、矿物油、乳酸乙酯、或其他基液稀释以产生该纳米 流体。在一个使用乳酸乙酯的实施例中，该纳米流体可在工业和生物医学应用中利用，因为 乳酸乙酯是生物可降解的和生物相容的。在另一个实施例中，该基液可以是一种有机溶剂， 其是生物基的或石油基的。
[0034] 卵磷脂是一种在动物和植物组织（例如像蛋黄、大豆、和油菜或油菜籽）中发现 的脂质物质。卵磷脂包括不同的组分，这些组分包括但不局限于磷脂，例如像磷脂酰胆碱 ("PC"）、磷脂酰肌醇（"PI"）、和磷脂酰乙醇胺（"PE"）。卵磷脂的两亲性特性使其成为 一种有效的加工助剂、乳化剂、分散剂和/或表面活性剂。卵磷脂也是一种可以在水性介质 中形成纳米分散体并且携带高负荷活性物的天然成分。但是，在此类水性介质中，卵磷脂倾 向于具有对pH和电解质类有限的耐受性。
[0035] 在本申请中卵磷脂可以在物质之间的边界层的修饰是所希望的情况下使用。在不 可混溶的液相的存在下，卵磷脂可以减少界面的表面张力并且起到乳化剂的作用。当使用 两个或更多个固相时，卵磷脂可以起到润滑剂和/或脱模剂的作用。
[0036] 在一个实施例中，用以产生该基于卵磷脂的纳米反应器的一种微乳液包括卵磷脂 和一种助表面活性剂、以及一种酸化剂的共混物，其中该卵磷脂是以按重量计10% -90% 存在，该助表面活性剂是以按重量计10% -50 %存在，并且该酸化剂是以按重量计 10% -50%存在。该微乳液可进一步包括该酸化剂的一种盐，其可以按重量计10% -50%存 在，并且在一个实施例中，该微乳液可具有2-10之间的pH。
[0037] 另外，本发明的又另一个实施例描述了用于产生一种微乳液的工艺：通过混合卵 磷脂与一种表面活性剂，从而形成一种卵磷脂助表面活性剂共混物，并混合一种酸化剂与 该卵磷脂助表面活性剂，从而形成一种微乳液。该实施例的一个方面描述了使用植物脂肪 酸、大豆脂肪酸、其任何衍生物及其任何组合，作为该微乳液的另外的组分，可以使用它们 来产生该基于卵磷脂的纳米反应器。
[0038] 在另一个实施例中，披露了一种基于卵磷脂的微乳液，其基本上是生物基的（至 少95%生物基的或至少96%生物基的）。在一个实施例中，该基于卵磷脂的微乳液符合食 品级要求。
[0039] 在一个另外的实施例中，该基于卵磷脂的微乳液可以通过将一种催化剂或前体合 并于从该基于卵磷脂的微乳液形成的反胶束中产生。当该反胶束在简单混合中彼此接触 时，这些催化剂和前体彼此接触并自发反应以产生纳米材料。
[0040] 微乳液是清澈的、各向同性的、热力学稳定的液体混合物，包括油、水和一种表面 活性剂。该水相可包含一种或多种盐和/或其他成分。与普通的乳液相比，微乳液在这些组 分简单混合时形成并且不需要高剪切条件。在三元系统中，例如微乳液，其中两个不相混的 相（水和'油'）靠近该表面活性剂相存在，这些表面活性剂分子在油和水之间的界面形成 一个单层，其中这些表面活性剂分子的疏水尾溶解于油相中，而亲水头基团溶解于水相中。 与二元系统（水/表面活性剂或油/表面活性剂）相比是可比的，可获得具有不同形态的 自组装结构，从（倒转的）球形和圆柱形胶束变化至薄层状和双连续微乳液。油包水微乳 液是光学上透明的混合物，包括油、水、和表面活性剂。水滴处于通过表面活性剂稳定的连 续的油相中。
[0041] 适用于在所披露的组合物以及方法中的卵磷脂包括但不局限于：粗过滤的卵磷 月旨、流体卵磷脂、脱油卵磷脂、化学和/或酶改性的卵磷脂、标准卵磷脂、及其任意共混物。 在本披露中采用的卵磷脂取决于获得并产生卵磷脂产品所使用的加工条件和添加剂，通常 倾向于具有范围从1.0至1〇.〇的亲水-亲油平衡（"HLB"）值。例如，粗过滤的卵磷脂具有 大约4. 0的HLB值并且支持油包水乳剂的形成。标准卵磷脂包括具有范围从10. 0至24. 0 的HLB值的助乳化剂，这产生具有7. 0至12. 0的HLB值的并且支持水包油乳剂的卵磷脂组 合物。不论卵磷脂的起始HLB值是多少，任何卵磷脂或卵磷脂的组合都适合在本披露的组 合物和方法中使用。在披露的组合物和方法中有用的卵磷脂可以包括具有范围从10. 〇至 24. 0的、并且在某些实施例中是10. 0至18. 0的亲水-亲脂平衡值的助乳化剂。
[0042] 两亲性物质（例如卵磷脂）的乳化剂和/或表面活性剂特性，例如可以至少部分 地通过该物质的亲水-亲油平衡("HLB")值来预测。HLB值可以起到两亲性物质针对油或水 的相对优先性的指标的作用-HLB值越高，该分子越亲水；HLB值越低，该分子越疏水。美国 专利号6, 677, 327提供了 HLB值的说明。HLB还描述于以下文献中：格里芬（Griffin)"通过 'HLB'对表面活性剂的分类（Classification of Surface-Active Agents by'HLB，'）"《化妆 品化学家协会杂志l》（J.Soc. Cosmetic Chemists 1)(1949);格里芬（Griffin)，"非离子表 面活性剂的HLB值计算（Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants)，"《化妆 品化学家协会杂志5》（J.Soc. Cosmetic Chemists 5)(1954);戴维斯（Davies),"乳剂类型 I的定量动力学理论，乳化剂的物理化学（A quantitative kinetic theory of emulsion type，I.Physical chemistry of the emulsifying agent)，"《气/液和液/液界面，第二届 表面活性国际会议会议记录〉〉（Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interfaces, Proceedings of the 2d International Congress on Surface Activity) (1957);和希克（Schick)，"非 离子表面活性剂：物理化学（Nonionic Surfactants:Physical Chemistry)"，马塞尔德克 尔公司（Marcel Dekker, Inc.)，纽约，Ν· Υ·，439-47 页（1987)。
[0043] 在各个实施例中，在披露的组合物和方法中使用的酸化剂可选自以下酸化剂的 组，该组由以下各项组成：一种乳酸、丙酸、甲基乙酸、乙酸、富马酸、柠檬酸、抗坏血酸、葡 糖酸、葡糖-S -内酯酸、己二酸、苹果酸、酒石酸、羟基酸、其任何盐、其任何酯、或其任何组 合。在另一个实施例中，该酸化剂选自乳酸、乳酸钠、乳酸乙酯、或其任何组合。该酸化剂还 可以是生物衍生酸、有机酸、或其组合。在另一个实施例中，该组合物的PH可以低于6、低于 5、或者低于4。
[0044] 生物衍生来源的物质衍生自生物材料，与衍生自石油化工产品来源的是相对的。 生物衍生物质可以使用ASTM国际放射性同位素标准方法D 6866通过其碳同位素比值而使 它们与石油衍生物质相区分。如在此使用的术语"生物衍生"是指通过可再生的生物原料 (例如像农业的、林业的、植物、真菌、细菌或动物原料）衍生或合成。
[0045] 不同的机构已经建立了用于确定生物衍生含量的认证要求。这些方法要求测量在 生物衍生产品与石油衍生产品之间在同位素丰度上的变化，例如通过液体闪烁计数、加速 器质谱法、或高精度同位素比值质谱法。碳同位素的同位素比值，例如 13c/12c碳同位素比值 或14c/12c碳同位素比值，可以使用具有高精密度的同位素比值质谱来确定。研究已经显示 由生理学过程（例如像在光合作用过程中CO 2在植物内的输送）引起的同位素分级导致了 在天然的或生物衍生的化合物中特定的同位素比值。石油和石油衍生产品由于石油产生过 程中不同的化学处理和同位素分级而具有不同的 13c/12c碳同位素比值。此外，不稳定的14C 碳放射性同位素的放射性衰变导致与石油产物相比生物基产物中具有不同的同位素比。产 品的生物衍生含量可以由ASTM国际放射性同位素标准方法D 6866 (ASTM International Radioisotope Standard方法D 6866)验证。ASTM国际放射性同位素标准方法D 6866是 基于材料或产品中的生物衍生碳占该材料或产品中总有机碳的重量（质量）的一个百分比 的量来确定该材料的生物衍生含量。生物衍生产品将具有生物学上的衍生组合物所具有的 碳同位素比值特征。
[0046] 生物衍生材料为工业制造商寻求降低或取代他们对于石油化工产品和石油衍生 产品的依赖性提供了一种引人注目的替代品。用衍生自生物来源的产品和/或原料（例如 生物基产品）替代石油化工产品和石油衍生产品提供了许多优势。例如，来自生物来源的 产品和原料典型地是一种可再生资源。在大多数例子中，生物衍生化学品和自其形成的产 品与石油化工产品和从石油化工产品形成的产品相比对于环境形成的负担较小。由于容易 提取的石油化工产品的供应不断被耗尽，石油化工生产的经济将很可能迫使石油化工产品 和石油衍生产品的成本与生物基产品相比更高。此外，鉴于公众对石油化工产品的供应变 得更加关注，公司可以从与来自可再生资源的生物衍生产品相关的市场优势中获益。
[0047] 在不同的实施例中，披露的微乳液还可以包括一种或多种助表面活性剂。该一种 或多种助表面活性剂可以包括一种或多种阴离子表面活性剂、一种或多种非离子表面活性 齐U、或一种或多种阴离子表面活性剂与一种或多种非离子表面活性剂的组合。在不同的实 施例中，该助表面活性剂或助表面活性剂组合可以具有范围从10. 〇至24. 0的、并且在一些 实施例中为10. 〇至18. 0的亲水-亲油平衡值。
[0048] 适合用于披露的组合物和方法的阴离子表面活性剂包括但不限于直链脂肪酸的 钠和钾盐、聚氧乙烯化脂肪醇羧酸盐、线性烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磺化脂肪酸甲 酯、芳基烷烃磺酸盐、磺基琥珀酸酯、烷基二苯基醚（二）磺酸盐、烷基萘磺酸盐、异乙二磺 酸盐（isoethionate)、烷基醚硫酸盐、磺化油、脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐、聚氧乙烯脂肪酸 单乙醇酰胺硫酸盐、脂肪族磷酸酯、壬基苯酚磷酸酯、肌氨酸盐、氟化阴离子、衍生自油脂化 学品的阴离子表面活性剂、及其任何组合。在不同的实施例中，表面活性剂包括阴离子表面 活性剂，例如像磷酸酯。
[0049] 适合在披露的组合物和方法中使用的非离子表面活性剂包括但不局限于：山 梨醇酐单硬脂酸酯、松香聚氧乙烯酯、聚氧乙烯十二烷基单酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段 共聚物、聚氧乙烯单月桂酸酯、聚氧乙烯单十六烷基醚、聚氧乙烯单油酸酯、聚氧乙烯单 (顺-9-十八烯基）醚、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯单十八烷基醚、聚氧乙烯二油酸酯、 聚氧乙烯二硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙 烯山梨醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧 乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、油酸的聚甘油酯、聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯、聚氧乙烯单十四 烷基醚、聚氧乙烯山梨醇六油酸酯、脂肪酸、妥尔油、山梨醇六酯、乙氧基化蓖麻油、乙氧基 化大豆油、菜籽油乙氧基化物、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化脂肪醇、乙氧基化聚氧乙烯山梨 醇四油酸酯、甘油和聚乙二醇混合酯、醇类、聚甘油酯、甘油单酯、蔗糖酯、烷基多糖苷、聚山 梨醇酯、脂肪烷醇酰胺、聚乙二醇醚、其任何衍生物、及其任何组合。在不同的实施例中，该 表面活性剂包括非离子表面活性剂，例如像脂肪酸乙氧基化物。
[0050] 在另一个实施例中，本发明的组合物可以是食品级并且包括食品级表面活性剂， 例如像聚山梨醇酯。
[0051] 在此披露的实施例还针对制备披露的组合物的方法或工艺。在各个实施例中，在 环境温度下，将卵磷脂与一种助表面活性剂混合并且连续搅拌一段时间。在另一个实施例 中，在环境温度下，一种酸化剂被添加到该卵磷脂/助表面活性剂共混物中并混合一段时 间。在另一个实施例中，在该酸化剂与该卵磷脂/助表面活性剂共混物混合之后可添加水。
[0052] 本发明的其他实施例针对这些微乳液的用途。该微乳液可具有以下用途，包括但 不限于用于生物修复组合物中；用作用于纳米材料例如纳米粒子、纳米管、石墨烯、和石墨 的用于递送到基液例如金属工作流体、变压器流体、以及发动机油的递送运载体；用作用于 生物医学或美容应用中的材料例如生物活性物质、蛋白质、营养物质、和药物的纳米-递送 运载体；用作纳米反应器以进行单体和/或低聚物的聚合、合成、各种反应、以及稳定化以 用于合成聚合物纳米材料；制备用于传热流体、变压器流体、或冷却剂添加剂中的润滑应用 的纳米流体；以及制备用于涂覆应用的纳米材料。 实例
[0053] 提供了以下示例性的非限制性实例以进一步描述在此呈现的实施例。本领域的普 通技术人员将理解的是这些实例的变化可能在本发明的范围内。 实例1.
[0054] 用表1的成分产生一种基于卵磷脂的微乳液。
[0055] 表 1.

【权利要求】
1. 一种形成纳米材料的方法，该方法包括： 将一种基于卵磷脂的微乳液与一种第一反应物和一种第二反应物混合。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中该第一反应物和该第二反应物之间的相互作用产 生该纳米材料。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在与该第二反应物混合之前将该基 于卵磷脂的微乳液与该第一反应物混合。
4. 根据权利要求3所述的方法，进一步包括在混合该第一反应物和该第二反应物之前 混合该第二反应物与一种基于卵磷脂的微乳液。
5. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在与该第一反应物混合之前将该基 于卵磷脂的微乳液与该第二反应物混合。
6. 根据权利要求5所述的方法，进一步包括在混合该第一反应物和该第二反应物之前 混合该第一反应物与一种基于卵磷脂的微乳液。
7. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括： 混合该基于卵磷脂的微乳液与该第一反应物，从而产生一种第一微乳液； 混合该基于卵磷脂的微乳液与该第二反应物，从而产生一种第二微乳液； 并且 混合该第一微乳液与该第二微乳液。
8. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该第二反应物是一种催化剂。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中该催化剂选自下组，该组由以下各项组成：还原 齐IJ、氧化剂、酶、辅酶、金属催化剂、配体、螯合剂、及其任何组合。
10. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括分散该基于卵磷脂的微乳液 于一种具有2-80之间的介电常数的溶剂中。
11. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括分散该基于卵磷脂的微乳液 于一种选自下组的非极性溶剂中，该组由以下各项组成：非极性有机溶剂、离子液体、植物 油、矿物油、精油、石蜡、石油馏分、及其任何组合。
12. 根据权利要求8所述的方法，其中该催化剂是一种选自下组的还原剂，该组由以下 各项组成：硼氢化钠、柠檬酸钠、绿茶提取物、多元酚、多元酚衍生物、儿茶酸、类黄酮、黄烷 醇、丹宁酸、木质素、及其任何组合。
13. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该第一反应物选自下组，该组由以 下各项组成：金属盐、金属合金、金属复合物、蛋白质、用于聚合物合成的单体、用于聚合物 合成的低聚物、及其任何组合。
14. 根据权利要求2所述的方法，其中该纳米材料在生产时同时被封装于该基于卵磷 脂的微乳液中。
15. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该纳米材料具有2-500纳米之间的 粒度。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中在该基于卵磷脂的微乳液内的纳米材料具有 5-50纳米之间的粒度。
17. 根据权利要求13所述的方法，其中该第一反应物是一种金属盐并且具有约0. 01M 至约3M之间的浓度。
18. 根据权利要求8所述的方法，其中该催化剂以按重量计0.01% -25%的浓度存在。
19. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该纳米材料以按重量计 0.01% -20%的浓度存在。
20. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该基于卵磷脂的微乳液包括卵磷 月旨、一种助表面活性剂、以及一种选自下组的酸化剂，该组由以下各项组成：一种羧酸、一种 羧酸的一种盐、一种羧酸的一种酯、及其任何组合。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中该基于卵磷脂的微乳液进一步包括分离的或纯 化的脂肪酸。
22. -种组合物，包括： 一种基于卵磷脂的微乳液； 一种第一反应物；以及 一种第二反应物。
23. 如权利要求22所述的组合物，其中该第一反应物和该第二反应物中的一种是选 自下组的一种催化剂，该组由以下各项组成：还原剂、氧化剂、金属催化剂、辅酶、配体、螯合 剂、和酶。
24. 如权利要求22或权利要求23所述的组合物，其中该第一反应物和该第二反应物中 的一种选自下组，该组由以下各项组成：金属盐、金属氧化物、金属合金、金属复合物、用于 聚合物合成的单体、用于聚合物合成的低聚物、蛋白质、及其任何组合。
25. 如权利要求22或权利要求23所述的组合物，其中该组合物是基于生物的。
26. 如权利要求22或权利要求23所述的组合物，其中该第一反应物、该第二反应物、或 其组合被封装于该基于卵磷脂的微乳液中。
27. 如权利要求22或权利要求23所述的组合物，其中该基于卵磷脂的微乳液包括： 卵磷脂； 一种助表面活性剂；以及 一种选自下组的酸化剂，该组由以下各项组成：一种羧酸、一种羧酸的一种盐、一种羧 酸的一种酯、及其任何组合。
28. 如权利要求27所述的组合物，其中该基于卵磷脂的微乳液进一步包括一种分离的 或纯化的脂肪酸。
29. 如权利要求27所述的组合物，其中该助表面活性剂是聚山梨醇酯。
30. 如权利要求27所述的组合物，其中该酸化剂是该羧酸、该羧酸的盐、以及该羧酸的 酯。
31. 如权利要求30所述的组合物，其中该羧酸是乳酸。
32. -种组合物，包括： 一种基于卵磷脂的微乳液；以及 一种纳米材料； 其中该组合物在一种水性溶液、一种极性溶液、或一种非极性溶液中形成一种分散体。
33. 如权利要求32所述的组合物，进一步包括一种具有2-80之间的介电常数的溶剂。
34. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，进一步包括一种非极性溶剂。
35. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，进一步包括一种极性溶剂。
36. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该纳米材料具有2-500纳米的粒 度。
37. 如权利要求36所述的组合物，其中该纳米材料具有5-50纳米的粒度。
38. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该纳米材料以按重量计 0.01% -20%的浓度存在。
39. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该纳米材料包括金属、金属盐、金 属氧化物、金属酶、金属氧化物组合物、金属化合物、活性炭、碳纳米纤维、碳纳米板、碳纳米 管、富勒烯、石墨烯、石墨烯纳米粉末、石墨烯纳米板、石墨烯氧化物富勒烯、有机营养素、无 机营养素、金属硫化物、金属合金、金属复合物、蛋白质、聚合物、及其任何组合。
40. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中将该纳米材料以一种包括该基于 卵磷脂的微乳液的自组装结构的核心被封装。
41. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该组合物是基于生物的。
42. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该组合物保持稳定持续至少两 周。
43. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物，其中该基于卵磷脂的微乳液包括： 卵磷脂； 一种助表面活性剂；以及 一种选自下组的酸化剂，该组由以下各项组成：一种羧酸、一种羧酸的一种盐、一种羧 酸的一种酯、及其任何组合。
44. 如权利要求43所述的组合物，其中该基于卵磷脂的微乳液进一步包括一种分离的 或纯化的脂肪酸。
45. 如权利要求43所述的组合物，其中该助表面活性剂是聚山梨醇酯。
46. 如权利要求43所述的组合物，其中该酸化剂是该羧酸、该羧酸的盐、以及该羧酸的 酯。
47. 如权利要求46所述的组合物，其中该羧酸是乳酸。
48. 如权利要求32或权利要求33所述的组合物的作为一种生物修复组合物，用于一种 纳米材料、一种生物医学组合物、一种美容组合物、一种纳米反应器、一种纳米流体、一种食 品成分的一种递送运载体，作为一种传热流体，作为一种变压器流体，作为一种冷却剂添加 齐U、一种生物润滑剂、腐蚀抑制剂、除垢剂、海上应用添加剂、粘度调节剂、润滑剂、或油田应 用钻井添加剂的用途。
49. 如权利要求48所述的组合物的用途，其中该纳米材料选自下组，该组由以下各项 组成：金属、金属盐、金属氧化物、金属酶、金属氧化物组合物、金属化合物、活性炭、碳纳米 纤维、碳纳米板、碳纳米管、富勒烯、石墨烯、石墨烯纳米粉末、石墨烯纳米板、石墨烯氧化物 富勒烯、有机营养素、无机营养素、金属硫化物、金属合金、金属复合物、蛋白质、聚合物、营 养品、药剂、生物活性和食品成分。
50. -种将纳米材料封装于一种基于卵磷脂的微乳液中的方法，该方法包括： 混合该基于卵磷脂的微乳液与该纳米材料，从而封装和稳定化该纳米材料。
51. 如权利要求50所述的方法，进一步包括分散该基于卵磷脂的微乳液于一种具有 2-80之间的介电常数的溶剂中。
52. 如权利要求50所述的方法，进一步包括分散该基于卵磷脂的微乳液于一种选自下 组的非极性溶剂中，该组由以下各项组成：非极性有机溶剂、离子液体、植物油、矿物油、精 油、石蜡、石油馏分、及其任何组合。
53. 如权利要求50所述的方法，其中该纳米材料具有2-500纳米之间的粒度。
54. 如权利要求50所述的方法，其中该纳米材料具有5-50纳米之间的粒度。
55. 如权利要求50所述的方法，其中该纳米材料具有5-200纳米的粒度。
56. 如权利要求50所述的方法，其中在该基于卵磷脂的微乳液内的该纳米材料具有 5-50纳米之间的粒度。
57. 如权利要求50或权利要求51所述的方法，其中该基于卵磷脂的微乳液包括卵磷 月旨、一种助表面活性剂、以及一种选自下组的酸化剂，该组由以下各项组成：一种羧酸、一种 羧酸的一种盐、一种羧酸的一种酯、及其任何组合。
58. 如权利要求50所述的方法，进一步包括： 将一种第一反应物和一种第二反应物与该基于卵磷脂的微乳液混合； 其中该第一反应物和该第二反应物之间的相互作用形成该纳米材料。
【文档编号】B29C67/00GK104428124SQ201380033255
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】希琳·巴赛斯, 斯瓦普尼尔·贾达夫 申请人:阿彻丹尼尔斯米德兰德公司