La progettazione di un’emulsione a ridotto contenuto di acqua è un approccio tecnico per creare cosmetici più sostenibili e ridurre l’impatto sulle risorse idriche globali.
I principali obiettivi d’azione del comparto della bellezza in tal senso sono l’acqua nel prodotto finale e quella utilizzata durante le fasi di produzione. Diverse sono le soluzioni waterless che si stanno valutando per affrontare questa sfida.
Emulsioni a basso contenuto di acqua
Le emulsioni a basso contenuto di acqua vengono attualmente create sfruttando tre strategie. La prima consiste nell’invertire il tipo di emulsione in acqua in olio, comunemente impiegata nelle formulazioni make-up e, in misura minore, in quelle skincare.
La seconda prevede lo sviluppo di emulsioni ad alta fase interna, caratterizzate da un rapporto volume-fase interna superiore a 0,74, che conferisce un comportamento viscoelastico simile a quello dei solidi.
Un terzo sistema riguarda l’ancoraggio di particelle solide all’interfaccia per formare emulsioni Pickering, così da impedire il fenomeno della coalescenza e migliorare la stabilità del prodotto.
La formazione di emulsioni Pickering ad alta fase interna combina i vantaggi delle emulsioni ad alta fase interna e delle emulsioni Pickering, richiedendo quantità minime di particelle per la stabilizzazione.
Emulsioni Pickering ad alta fase interna: lo studio
Il presente lavoro, pubblicato su ACS Omega, esplora la strutturazione di emulsioni Pickering ad alta fase interna, ossia di emulsioni olio in acqua altamente concentrate stabilizzate esclusivamente da particelle.
Si concentra, in particolare, su particelle di origine naturale con scala micrometrica.
Nello specifico, le emulsioni olio in acqua altamente concentrate sono state formulate con diverse fasi lipidiche (tenendo conto di natura chimica e polarità) fino all’80%.
È stata analizzata una gamma completa di fonti naturali di particelle (tra cui vegetali e minerali), dimensioni micrometriche (da 3 a 45 μm) e geometrie.
Parametri come la distribuzione dimensionale delle goccioline, la microstruttura, la stabilità relativa (variazioni del livello di retrodiffusione) e il pH sono stati monitorati sistematicamente per due settimane.
È stato, dunque, seguito un approccio di progettazione sperimentale su tre particelle per determinarne i domini di stabilità in varie combinazioni di formulazione, analizzando le complesse interazioni dei parametri guida delle caratteristiche dell’emulsione.
Architettura delle emulsioni: le conclusioni
Le particelle micrometriche hanno dimostrato un’eccellente efficacia nella strutturazione di emulsioni Pickering ad alta fase interna. È possibile predisporre un ampio spettro di sistemi, che presentano una vasta gamma di microstrutture (goccioline che vanno da micrometri a diversi millimetri), stabilità e proprietà intrinseche (con valori di pH da circa 6 a 10).
Anche emulsioni resistenti alla coalescenza in sistemi acqua in olio sono state allestite con successo utilizzando particelle naturali idrofobiche.
Le emulsioni waterless (meno del 20% (p/p) di acqua), stabilizzate esclusivamente con microparticelle di origine naturale, rappresentano architetture promettenti per la messa a punto di futuri prototipi cosmetici clean-label.
Selezionando meticolosamente i parametri delle particelle, in primis composizione chimica, dimensioni e origine, è possibile personalizzare l’architettura delle emulsioni Pickering ad alta fase interna per ottenere le caratteristiche e le funzionalità desiderate.
Oltre ai costituenti delle particelle, altri elementi concorrono ad influenzare la disposizione strutturale, come la chimica della fase lipidica.
Marie Cafiero, Marie-Noëlle Maillard, Sabrina Maniguet, Valérie de La Poterie and Delphine Huc-Mathis, Natural-Based Microparticles as Sole Stabilizers of High Internal Phase Pickering Emulsions, ACS Omega, 2025, 10 (5), 4534-4547, doi: 10.1021/acsomega.4c08147
