Наноэму́льсии (от нано... и эмульсии; нанодисперсия, наножидкость), термодинамически нестабильные дисперсные системы, средний размер капель которых составляет до 100 нм. Состоят из двух несмешивающихся жидкостей – водной и масляной фаз – и стабилизированы индивидуальными поверхностно-активными веществами (ПАВ) или их смесями (со-ПАВ). В литературе наноэмульсии также называют ультрадисперсными эмульсиями, или миниэмульсиями.
Средний размер капель микроэмульсий находится в интервале от 5 до 100 нм, учёные различают данные типы дисперсных систем. Для образования микроэмульсий не требуется приложения внешних воздействий – они образуются самопроизвольно – и являются термодинамически устойчивыми. В отличие от них, для получения наноэмульсий необходимо поступление энергии в систему (свободная энергия при их образовании больше нуля), поэтому они термодинамически нестабильны. Межфазное натяжение на границе раздела фаз составляет 1–10-1 мН·м-1, что примерно в 100 раз больше, чем у микроэмульсий. Многие наноэмульсии могут быть кинетически стабильными (не расслаиваться) на протяжении длительного времени. Несмотря на их термодинамическую нестабильность, существенным преимуществом по сравнению с микроэмульсиями является то, что для их образования требуются меньшие концентрации ПАВ, что важно для медицинского применения.
Наноэмульсии подразделяют на прямые и обратные. В случае прямых наноэмульсий в водной дисперсионной среде распределены капли органической дисперсной фазы, поэтому их называют «масло-в-воде». Они устойчивы к коагуляции благодаря адсорбции на их поверхности ионогенных (электростатическая стабилизация) или неионогенных ПАВ (стерическая стабилизация). В первом случае слипанию капель препятствует заряд на их поверхности, который инициируют ионогенные ПАВ. В случае стерической стабилизации неионогенными ПАВ слипание капель замедляется за счёт пространственного объёма молекул, находящихся на межфазной поверхности. Обратными наноэмульсиями называют системы типа «вода-в-масле», когда дисперсионной средой является органическая (масляная) составляющая, а дисперсной фазой – водная. Поскольку дисперсионная среда в них зачастую неполярная, стабилизация их возможна преимущественно за счёт стерического фактора. Поэтому при столкновении капель в отсутствие электростатического отталкивания происходит коагуляция и последующее расслаивание наноэмульсии.
Капли наноэмульсии стремятся к уменьшению поверхностной энергии, поэтому для них характерны процессы седиментации, коагуляции и оствальдова созревания. В зависимости от плотности компонентов возможна прямая и обратная седиментация. Если плотность дисперсной фазы больше плотности дисперсионной среды, происходит оседание капель, или седиментация. Иначе – всплывание, или обратная седиментация, и образование, т. н. «сливок». Если силы отталкивания между каплями недостаточны для стабилизации наноэмульсии, наблюдается слипание капель с образованием агрегатов – коагуляция. Для прямых наноэмульсий основным механизмом снижения свободной энергии является оствальдово созревание (изотермическая перегонка), при котором наблюдается растворение мелких капель дисперсной фазы и увеличение крупных, что в результате приводит к расслаиванию эмульсии.
Наноэмульсии представляют широкий интерес для инкапсулирования и адресной доставки лекарственных препаратов. Предлагается использовать их в противоопухолевой терапии, для создания вакцин, комбинированной терапии ВИЧ-инфицированных, противовирусных средств, переноса генного материала. Применение наноэмульсий в качестве носителей позволяет увеличить скорость проникновения лекарственных препаратов по сравнению с другими системами доставки. С помощью наноэмульсий возможно получение полимерных нанокомпозитов с большой удельной поверхностью с помощью метода наноэмульсионной полимеризации. Также они могут являться матрицами для получения наночастиц из материалов (например, полимеров), растворённых в каплях дисперсной фазы. В области косметологии зарегистрировано большое количество патентов по получению наноэмульсий, содержащих витамины A, B, C, D, E, фосфолипиды и другие ценные для кожи компоненты. Благодаря маленькому размеру капель они эффективны для трансдермальной доставки лекарственных и биологически активных веществ. В агропромышленности наноэмульсии применяются для изготовления концентратов, которые при разбавлении водой спонтанно эмульгируются.