Οι δονούμενες νανοφυσαλίδες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερη επεξεργασία του νερού

Οι δονούμενες νανοφυσαλίδες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερη επεξεργασία του νερού

Κόμβος πηγής: 3083158
24 Ιανουαρίου 2024

(Ειδήσεις Nanowerk) Νέα έρευνα στη φυσική των δονούμενων νανοφυσαλίδων αποκαλύπτει ότι δεν θερμαίνονται τόσο πολύ όσο πιστεύαμε προηγουμένως (Nano γράμματα, «Θερμικές ταλαντώσεις νανοφυσαλίδων»). Οι δονούμενες νανοφυσαλίδες έχουν εκπληκτικές χρήσεις ως παράγοντες αντίθεσης υπερήχων στη διάγνωση του καρκίνου. Μπορούν επίσης να αναγκαστούν να καταρρεύσουν - καταστρέφοντας κοντινούς μικροσκοπικούς ρύπους - για την επεξεργασία λυμάτων και τον καθαρισμό της επιφάνειας ευαίσθητων μικρορευστικές συσκευές. Η ακαμψία μιας νανοφυσαλίδας καθώς δονείται σχετίζεται στενά με την εσωτερική τους θερμοκρασία και η κατανόηση αυτής της σχέσης οδηγεί σε καλύτερες προβλέψεις του μεγέθους τους στα πειράματα και του σχεδιασμού τους σε αυτές τις εφαρμογές. Χρησιμοποιώντας τον ARCHER2, τον κορυφαίο εθνικό υπερυπολογιστή του Ηνωμένου Βασιλείου που φιλοξενείται στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, η έρευνα βρήκε δύο ξεχωριστά εφέ νανοκλίμακας που επηρεάζουν τις φυσαλίδες με διάμετρο μικρότερη από το ένα χιλιοστό του χιλιοστού. Η υψηλή πυκνότητα του αερίου μέσα στις φυσαλίδες οδηγεί σε μόρια που αναπηδούν το ένα από το άλλο πιο συχνά, με αποτέλεσμα αυξημένη ακαμψία των φυσαλίδων, ακόμη και σε σταθερές θερμοκρασίες. Ένα άλλο αποτέλεσμα από τις διαστάσεις νανοκλίμακας της φυσαλίδας ήταν η εμφάνιση ενός μονωτικού στρώματος γύρω από τη φυσαλίδα, το οποίο μείωσε την ικανότητα της φυσαλίδας να διαχέει την εσωτερική θερμότητα, η οποία τροποποίησε τον τρόπο δόνησης. Η μελέτη αποκάλυψε τις πραγματικές κατανομές πίεσης και θερμοκρασίας μέσα στις νανοφυσαλίδες, χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής υψηλής λεπτομέρειας, και βρήκε ένα καλύτερο μοντέλο για να περιγράψει τη δυναμική τους. Ο επικεφαλής της μελέτης, Dr Duncan Dockar, RAEng Research Fellow, School of Engineering, University of Edinburgh, δήλωσε: «Τα αποτελέσματα αυτών των ευρημάτων θα μας επιτρέψουν να χρησιμοποιήσουμε νανοφυσαλίδες για καλύτερη απόδοση στις διαδικασίες επεξεργασίας νερού και ακριβή καθαρισμό μικροηλεκτρονικών συσκευών. «Αυτή η εργασία υπογραμμίζει επίσης τους ρόλους των φυσαλίδων στις μελλοντικές νανοτεχνολογίες, οι οποίες έχουν δει μεγάλο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Η επερχόμενη έρευνά μας επικεντρώνεται στα ασυνήθιστα αποτελέσματα νανοκλίμακας που επηρεάζουν αυτές τις φυσαλίδες, οι οποίες δεν είναι κοινές στην καθημερινή μηχανική».

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Νανοχόκ