เมโซเจนจากคอเลสเตอรอลสำหรับสร้างโครงสร้างผลึกเหลวแบบ cholesteric ช่วยจัดโครงสร้างเฟสน้ำมันและใช้ในเบลนด์ LC เพื่อเอฟเฟกต์สี/ความเหลื่อมตามอุณหภูมิ
Cholesteryl Oleyl Carbonate คือไขมันเมโซเจนิก (cholesteryl carbonate) อนุพันธ์ของคอเลสเตอรอล ที่นิยมใช้เป็นตัวสร้างโครงสร้างผลึกเหลวแบบ cholesteric (chiral nematic) ในระบบน้ำมัน
เมื่อใช้ร่วมกับ cholesteryl esters ที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า (เช่น Cholesteryl Nonanoate และ Cholesteryl Benzoate) จะช่วยปรับช่วงการเปลี่ยนเฟสและเพิ่มความเสถียรของเมโซเฟส ทำให้เกิดเอฟเฟกต์สี/ความเหลื่อมแบบขึ้นกับอุณหภูมิ (iridescence) และช่วยเสริมสัมผัสผิวของเฟสน้ำมัน
ในเชิงการใช้งานจริง สารนี้มีความชอบน้ำมันสูง ไม่ละลายในน้ำ และสามารถทำหน้าที่เป็นลิพิดที่ช่วยให้ความลื่น/ฟิล์มฟีล รวมถึงช่วยจัดโครงสร้างของเฟสน้ำมันเมื่อใช้เดี่ยวหรือใช้เป็นส่วนหนึ่งของเบลนด์ผลึกเหลว
คำอธิบายผลิตภัณฑ์: Cholesteryl Oleyl Carbonate มักถูกมองว่าเป็นเมโซเจนที่จุดหลอมเหลวต่ำกว่าและยืดหยุ่นกว่าในชุดวัตถุดิบกลุ่ม cholesteryl LC จึงช่วยเลื่อนพฤติกรรมเฟสลง (เข้าใกล้อุณหภูมิห้อง/ผิว) และช่วยให้ระบบเกลี่ยง่ายขึ้น เมื่อใช้ร่วมกับเมโซเจนที่มีความเป็นระเบียบสูงกว่า จะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของเอฟเฟกต์เมื่อผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และลดปัญหาโครงสร้างค่อย ๆ เปลี่ยน/ตกผลึกตามเวลา
แนวทางใช้ร่วมกับ Cholesteryl Nonanoate + Cholesteryl Benzoate (ปรับจูนแบบ 3 ตัว): มองเป็นชุดเมโซเจน 3 ตัวที่สามารถปรับจูนได้ โดยแต่ละตัวมีบทบาทต่างกัน
- Cholesteryl Oleyl Carbonate (ตัวนี้): จุดหลอมเหลวต่ำกว่า ช่วยให้สัมผัสดี/เกลี่ยง่าย และช่วยดึงช่วงการเปลี่ยนเฟสลง
- Cholesteryl Nonanoate: cholesteryl ester สายอัลิฟาติก C9 ลักษณะคล้ายแวกซ์ ช่วยเพิ่มความแน่นและช่วยขยายช่วงการทำงาน
- Cholesteryl Benzoate: cholesteryl ester หมู่อะโรมาติก แข็งและจุดหลอมเหลวสูง ช่วยเพิ่มความเป็นระเบียบและความเสถียรทางความร้อน (แต่ถ้าใช้มากหรือทำให้เย็นเร็วเกินไปจะเสี่ยงตกผลึก)
สัดส่วนเริ่มต้นสำหรับการทดลอง (w/w ภายในเบลนด์เมโซเจน):
| เป้าหมาย |
COC |
CN |
CB |
แนวโน้มที่พบ |
| หลอมง่าย/สัมผัสนุ่ม |
50 |
35 |
15 |
ผลิตง่ายขึ้น เลื่อนช่วงการเปลี่ยนเฟสลง และลดแนวโน้มตกผลึก |
| จุดเริ่มต้นสมดุล |
40 |
40 |
20 |
เหมาะสำหรับสกรีนโครงสร้าง+เสถียรภาพ แล้วค่อยปรับเฟสน้ำมันเพื่อคงโดเมน |
| เพิ่มความเป็นระเบียบ/เสถียรภาพ |
30 |
45 |
25 |
ความเป็นระเบียบสูงขึ้น อาจต้องใช้อุณหภูมิหลอมสูงและทำให้เย็นช้าลง ระวังตกผลึก |
สัดส่วนคู่ (COC:CN): มีการยกตัวอย่างสัดส่วนเริ่มต้นประมาณ
36:64 (COC:CN) (w/w) ในระบบ cholesteryl ที่ต้องการปรับจูนพฤติกรรมเฟส และสามารถเติม CB ในสัดส่วนเล็กกว่าเพื่อเพิ่มความเป็นระเบียบ/เสถียรภาพเมื่อจำเป็น
เวิร์กโฟลว์การสร้างโดเมน LC (เชิงปฏิบัติ):
- หลอมเบลนด์เมโซเจนทั้งชุดร่วมกันที่อุณหภูมิพอสำหรับตัวที่จุดหลอมสูงที่สุด (CB เป็นตัวกำหนด) แล้วเติมลงในเฟสน้ำมัน
- ทำให้เย็นลงแบบควบคุมและกวนอย่างนุ่มนวล กำหนดกรอบอุณหภูมิในการผลิตและการเก็บรักษา
- ทดสอบลักษณะและความเสถียรหลังผ่าน thermal cycling (ทำร้อน/ทำเย็นซ้ำ) ในเบสและบรรจุภัณฑ์จริง
ข้อควรระวัง: ถ้าใช้น้ำมัน/ตัวทำละลายที่ละลายเมโซเจนได้สมบูรณ์เกินไป อาจทำให้การเกิดโดเมน cholesteric ลดลงและเอฟเฟกต์เหลื่อมลดลง; ควรควบคุมการออกซิเดชันในระบบที่มีความไม่อิ่มตัว; และแรงเฉือน/เงื่อนไขการผลิตมีผลต่อขนาดโดเมนและความเข้มของสี
การใช้: เซรั่มชนิดน้ำมัน บาล์ม ลิป เมคอัพ/ออยล์เจล และอีมัลชันที่มีการพาสารในเฟสน้ำมัน รวมถึงใช้เป็นส่วนประกอบของเบลนด์ผลึกเหลวเพื่อเอฟเฟกต์สี/ความเหลื่อมตามอุณหภูมิ
วิธีการผสม:
- ละลาย/หลอมในเฟสน้ำมันร่วมกับเอสเทอร์/น้ำมันที่เข้ากันได้ โดยใช้ความร้อน (โดยทั่วไป 60–80°C; หากมี CB อาจต้องสูงกว่า) จนเป็นเนื้อเดียว
- ทำให้เย็นลงพร้อมกวนอย่างนุ่มนวลและควบคุมได้; ควรทดสอบลักษณะหลังผ่านการทำร้อน/ทำเย็นซ้ำ (thermal cycling) เพราะโครงสร้างขึ้นกับประวัติอุณหภูมิ
- หากต้องการเอฟเฟกต์เหลื่อม ควรหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทำละลายแรงในปริมาณสูงที่ทำให้ละลายหมดและไม่เกิดโดเมนผลึกเหลวหลังเย็นตัว
อัตราการใช้: 0.1–5%
สำหรับเอฟเฟกต์สี/ความเหลื่อมจากผลึกเหลวแบบ cholesteric จุดเริ่มต้นที่พบบ่อยคือประมาณ 0.2–3% (ของเบลนด์ LC) ในสูตรสำเร็จ แล้วปรับตามความเหนอะ ความเสถียร และความเข้มของเอฟเฟกต์ในเบสของคุณ หากใช้สูงขึ้นควรตรวจสอบความเหนอะและสัมผัส เพราะการเพิ่มปริมาณ LC อาจทำให้เหนอะได้ในบางระบบ
ลักษณะผลิตภัณฑ์: ของกึ่งแข็งคล้ายแวกซ์ สีขาวถึงเหลืองอ่อน สามารถเกิดโครงสร้างผลึกเหลวได้ กลิ่นอ่อนเฉพาะตัว
การละลาย: ไม่ละลายในน้ำ ละลายในน้ำมัน/เอสเทอร์และตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด (มักช่วยได้เมื่อใช้ความร้อน) ความเข้ากันได้ขึ้นกับชนิดของเฟสน้ำมันและอาจต้องใช้โค-เมโซเจนเพื่อให้โดเมนมีเสถียรภาพ
การเก็บรักษา: ปิดฝาให้สนิท เก็บให้พ้นความร้อนและแสงที่มากเกินไป และควรทดสอบความคงตัวของลักษณะหลังผ่านการทำร้อน/ทำเย็นซ้ำในบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการใช้จริง
