MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798314814383
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31997603
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a660
■1001  ▼aRoguski,  Michal.▼0(orcid)0009-0007-5605-6272
■24510▼aEngineering  Properties  of  Fluid  Interfaces
■260    ▼a[Sl]▼bCarnegie  Mellon  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a123  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-11,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Tilton,  Robert  D.;Walker,  Lynn  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Carnegie  Mellon  University,  2025.
■520    ▼aIn  colloidal  multiphase  systems  the  ratio  of  the  total  surface  area  to  the  volume  of  materials  is  large  enough  for  the  surface  properties  of  the  dispersed  phase  to  affect  the  overall  bulk  properties.  Therefore,  controlling  interfacial  properties  is  of  great  importance  to  many  industries.  Surfactants  and  polymers  are  commonly  used  to  modify  properties  of  fluid/fluid  interfaces,  mainly  in  reducing  the  interfacial  tension,  increasing  dilatational  elasticity,  and  changing  wetting  properties.  Adsorption  of  polyelectrolyte-surfactant  aggregates  (PES)  of  poly  (cetyltrimethylammonium  vinyl  benzoate)  (pCTVB)  to  the  oil/water  interface  is  studied  and  compared  to  the  results  at  the  air/water  interface.  The  surfactant  drives  adsorption  to  the  interface  and  the  polymer  forms  an  elastic  layer  at  the  interface.  The  critical  aggregation  concentration  is  lowered  due  to  the  limited  but  non-negligible  partitioning  of  the  oil  (isopar-M)  to  the  water  phase.  The  surfactant  molecules  pack  more  efficiently  at  the  oil/water  than  the  air/water  interface.  The  aggregates  are  more  strongly  adsorbed  to  the  oil/water  interfaces,  which  is  attributed  to  the  hydrophobic  tails  of  the  surfactant  molecules  being  solubilized  in  the  oil  phase  and  anchoring  the  aggregates  to  the  interface.  Finally,  pCTVB  aggregates  solubilize  hydrophobic  species  (Nile  Red)  in  the  aqueous  phase  and  facilitate  transport  across  the  oil/water  interface.  This  creates  a  potential  new  application  for  a  PES  system  that  stabilizes  oil/water  interfaces  for  long  enough  to  allow  for  efficient  transport  of  solubilized  species  that  could  be  useful  in  pharmaceutical,  food,  personal  care,  coatings,  and  other  industries.Binary  copolymers  are  often  used  as  surfactants  due  to  their  amphiphilic  nature,  however  the  impact  of  the  monomer  sequence  on  interfacial  properties  is  poorly  understood.  Two  sets  of  polypeptoids  of  identical  chemical  composition  but  four  different  monomer  sequences  are  used  to  study  the  effect  of  monomer  sequence.  Interactions  between  the  polypeptoid  and  solvent  are  utilized  to  drive  the  polymer  to  the  air/water  interface  which  leads  to  a  consistent  decrease  in  interfacial  tension  and  low  dilatational  elasticity.  Once  polymer  is  adsorbed,  a  coil-to-globule  collapse  is  induced  which  leads  to  significant  increase  in  dilatational  elasticity  with  a  first  order  effect  of  the  monomer  sequence.  These  results  indicate  that  with  a  properly  dialed  chemical  composition  and  sequence  surface  activity  and  mechanical  properties  of  interfaces  can  be  controlled  independently.  This  work  is  a  foundational  step  towards  developing  polymeric  surfactants  with  reversibly  switchable  properties  for  selective  emulsion  stabilization.Emulsion  stability  is  difficult  to  predict  a  priori  due  to  the  poorly  understood  complex  interactions  between  water  and  oil  phases  mediated  by  the  emulsifiers.  Stability  depends  on  the  properties  of  the  oils  and  emulsifiers  but  the  relationship  is  unclear.  Formulation  often  relies  on  a  trial-and-error  approach  which  requires  a  lot  of  experimental  work.  A  machine  learning  based  methodology  is  developed  to  address  this  limitation.  A  moderate  throughput  experimental  screening  method  is  developed  to  generate  a  training  set.  The  model  is  trained  on  a  small  sample  size  (256  samples)  of  emulsions  to  predict  emulsion  stability  based  on  the  physical  properties  of  the  oils  and  emulsifiers  for  an  industrially  relevant  water  phase  with  a  high  accuracy  (MAE  =  0.137)  when  emulsion  type  is  used  as  feature  and  MAE  of  0.206  for  the  most  rigorous  modeling  scheme.  The  results  of  this  work  enable  rapid  prediction  of  formulations  likely  to  yield  stable  emulsions  with  a  limited  need  of  experimental  work.
■590    ▼aSchool  code:  0041.
■650  4▼aChemical  engineering
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aPhysical  chemistry
■650  4▼aPolymer  chemistry
■653    ▼aFluid  interfaces
■653    ▼aFoams
■653    ▼aFormulation
■653    ▼aPolymers
■653    ▼aEmulsions
■690    ▼a0542
■690    ▼a0794
■690    ▼a0495
■690    ▼a0494
■71020▼aCarnegie  Mellon  University▼bChemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-11B.
■790    ▼a0041
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357241▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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