Detergenzien werden Emulsionen zugesetzt, um Öltröpfchen in einer wässrigen Umgebung zu stabilisieren. Sie bestehen aus einem öllöslichen und einem wasserlöslichen Teil und sollen zwischen den beiden Flüssigkeiten vermitteln, indem sie die Oberflächenspannung zwischen ihnen herabsetzen. Das tun sie aber zumindest in Emulsionen mit nanoskopischen Tröpfchen längst nicht so effektiv wie bislang angenommen, berichtet nun ein Team um Sylvie Roke vom Max-Planck-Instituts für Metallforschung in Stuttgart.

Die Forscher untersuchten die Tröpfchenoberflächen in verschiedenen Mischungen aus Wasser, Öl und Natriumdodecylsulfat (NDS) – einem gängigen Detergenz in Shampoos und Cremes. Die Öltröpfchen in diesen Emulsionen waren allesamt kleiner als 100 Nanometer. Mit Hilfe der so genannten Schwingungs-Summen-Frequenz-Spektroskopie ermittelten sie aus charakteristischen Schwingungen der Oberflächenmoleküle, welche Substanzen in welchen Mengen auf den Öltröpfchen sitzen. Demnach umgeben sich diese mit nur wenigen Seifenmolekülen, selbst wenn die Forscher die NDS-Konzentration in der Mischung drastisch erhöhten.

Aus der Menge der NDS-Moleküle auf den Öltröpfchen berechneten die Physiker, wie stark das Detergenz die Oberflächenspannung zwischen Wasser und Öl reduziert. Der Effekt ist Roke zufolge marginal. Was die Nano-Emulsionen stattdessen stabilisiert, wissen die Forscher allerdings noch nicht. Vielleicht bedürfe es gar keinem Detergenz, möglicherweise wirke Seife aber auch anders als bislang gedacht. Ob dies auch für Emulsionen mit größeren Tröpfchen – also zum Beispiel Cremes und Salben – gilt, wollen die Wissenschaftler nun ebenfalls mit ihrer Methode herausfinden. Nanoemulsionen finden sich etwa in Impfstoffen oder medizinischen Sprays.

Um den Aufbau von Emulsionen, in denen sich das Öl im Wasser tropfenförmig verteilt, zu untersuchen, fehlte bis vor kurzem eine geeignete Methode. Bisher schlossen Physiker auf die Vorgänge in Emulsionen, indem sie ein Schichtsystem aus Öl und einer Seifenlösung analysierten.