Mysteriet om nanoboblerne løst

Vand indeholdende suspenderede nanobobler bruges i mange biologiske og medicinske anvendelser. For eksempel, nanobobler øger effektiviteten af ​​lægemiddel- og genlevering. Vand indeholdende iltnanobobler bruges til spildevandsrensning, at fremme væksten af ​​planter og dyr, og som kur mod sygdomme forårsaget af anaerobe bakterier. Den observerede levetid for suspenderede nanobobler er op til flere uger. Imidlertid, ifølge den klassiske teori om boblestabilitet, en boble i nanostørrelse bør opløses inden for mikrosekunder. Denne kontrovers mellem eksperimenter og teori er kendt som nanoboble-paradokset.

Nu, forskere fra VTT Technical Research Center i Finland, Tapio Vehmas og Lasse Makkonen, har løst dette paradoks. Ifølge deres termodynamiske analyse, nanoskala bobler opløses faktisk hurtigt, men når boblen er tilstrækkelig lille allerede ved dens dannelse, opløsningsprocessen begynder ikke. Dette skyldes, at når en meget lille boble krymper, den energi, der kræves for at skabe den nødvendige overmætning for at overføre gas fra boblegrænsen til væsken, er mere end den tilsvarende reduktion i boblens overfladeenergi. Ifølge Vehmas og Makkonen, boblediameteren, under hvilken opløsning ikke begynder i mættet vand ved stuetemperatur, er 180 nanometer.

Undersøgelsen af ​​Vehmas og Makkonen afklarer, hvorfor nanobobler kan eksistere, og hvad er grundlaget for at producere dem. Dette vil hjælpe med at udvikle mere effektive nanoboblegeneratorer. Den nye teori kan også anvendes på nanobobler knyttet til overflader. Overfladenanobobler anvendes, for eksempel, i rengøring, og ved at reducere friktionen af ​​genstande, der bevæger sig i vand.

Undersøgelsen "Metastable nanobubbles" af Makkonen og Tikanmäki blev offentliggjort i American Chemical Societys tidsskrift ACS Omega .