Spontan forbrænding i nanobobler

(PhysOrg.com) -- Bobler på nanometerstørrelse, der indeholder gasserne brint og oxygen, kan tilsyneladende selvantænde, selvom der ikke sker noget i større bobler. For første gang, forskere ved University of Twente's MESA+ Institute for Nanotechnology har demonstreret denne spontane forbrænding i en publikation i Fysisk gennemgang E . De har til hensigt at bruge fænomenet til at konstruere en kompakt ultralydshøjttaler.

At der finder en voldsom reaktion sted, fremgår allerede af skaden på elektroderne, hvormed reaktionen sættes i gang. Disse elektroder bruges til at fremstille brint og ilt ved elektrolyse, på sædvanlig måde, i et ultralille reaktionskammer. Hvis plus- og minuspolerne konstant skiftes, der opstår små bobler, der indeholder begge gasser.

Frekvensen, hvormed polerne veksles, bestemmer størrelsen af ​​boblerne:jo højere frekvens, jo mindre bobler. Forbrænding finder kun sted i bobler, der er mindre end 150 nanometer (en nanometer er en milliontedel af en millimeter); der sker ikke noget i større bobler. Tidlige eksperimenter i mikroreaktorer viste også, at der ikke skete noget i større bobler; varmen kan spredes til den større indre overflade.

Meter i sekundet

Forsker Vitaly Svetovoy arbejdede på konstruktionen af ​​en aktuator til hurtigt at opbygge tryk, da han stødte på dette fænomen. Sådanne aktuatorer er, for eksempel, bruges i højttalere til ultralydsfrekvenser, der ikke kan detekteres af det menneskelige øre i den medicinske verden. Ingen af ​​de mekaniske teknikker, der pt er tilgængelige, er velegnede til at lave en meget kompakt højttaler af denne art og stadig opnå en 'afbøjning' på meter i sekundet på denne skala. Svetovoy tænkte, imidlertid, at det kunne lade sig gøre ved at opbygge tryk med bobler. Problemet var, at boblerne kunne laves meget hurtigt, men at de ikke forsvandt hurtigt nok. Den forbrændingsreaktion, der nu er blevet påvist, kan løse dette problem. Men det giver også andre problemer, såsom skaden på elektroderne. "Det er det, vi nu skal se på", sagde Svetovoy.

Denne forskning blev udført af Prof. Miko Elwenspoeks Transducer Science and Technology-gruppe fra University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology.

Artiklen 'Forbrænding af hydrogen-iltblanding i elektrokemisk genererede nanobobler' af Vitaly Svetovoy, Remko Sanders, Theo Lammerink og Miko Elwenspoek optrådte i Fysisk gennemgang E den 23. september 2011.