Värähtelevät nanokuplat voivat johtaa parempaan vedenkäsittelyyn

Värähtelevät nanokuplat voivat johtaa parempaan vedenkäsittelyyn

Lähdesolmu: 3083158
Jan 24, 2024

(Nanowerk-uutiset) Tuore tutkimus värähtelevien nanokuplien fysiikasta paljastaa, että ne eivät kuumene niin paljon kuin aiemmin luultiin (nano Letters, “Thermal Oscillations of Nanobubbles”). Vibrating nanobubbles have surprising uses as ultrasound contrast agents in cancer diagnosis. They can also be forced to collapse – destroying nearby microscopic contaminants – for waste-water treatment and surface cleaning of delicate mikrofluidilaitteet. Nanokuplan jäykkyys värähteleessään liittyy vahvasti niiden sisäiseen lämpötilaan, ja tämän suhteen ymmärtäminen johtaa parempiin ennusteisiin niiden koosta kokeissa ja niiden suunnittelussa näissä sovelluksissa. Edinburghin yliopistossa isännöityä Ison-Britannian kansallista johtavaa supertietokonetta ARCHER2:ta käyttäen tutkimuksessa havaittiin kaksi erillistä nanomittakaavan vaikutusta, jotka vaikuttavat kupliin, joiden halkaisija on alle millimetrin tuhannesosa. Kaasun suuri tiheys kuplien sisällä johtaa siihen, että molekyylejä pomppii toisiaan useammin, mikä johtaa lisääntyneeseen kuplien jäykkyyteen jopa vakiolämpötiloissa. Toinen kuplan nanomittakaavan vaikutus oli eristävän kerroksen muodostuminen kuplan ympärille, mikä heikensi kuplan kykyä haihduttaa sisäistä lämpöä, mikä muutti niiden värähtelytapaa. Tutkimus paljasti nanokuplien todelliset paine- ja lämpötilajakaumat käyttämällä erittäin yksityiskohtaisia ​​molekyylidynamiikan simulaatioita ja löysi paremman mallin kuvaamaan niiden dynamiikkaa. Tutkimuksen johtaja, tohtori Duncan Dockar, Edinburghin yliopiston tekniikan korkeakoulun RAEng-tutkija, sanoi: "Näiden löydösten tulokset antavat meille mahdollisuuden käyttää nanokuplia vedenkäsittelyprosessien tehostamiseen ja mikroelektronisten laitteiden tarkkaan puhdistamiseen. ”Tämä työ korostaa myös kuplien roolia tulevaisuuden nanoteknologioissa, jotka ovat olleet viime vuosina paljon kiinnostuneita. Tuleva tutkimuksemme keskittyy epätavallisiin nanomittakaavaisiin vaikutuksiin, jotka vaikuttavat näihin kupliin, jotka eivät ole yleisiä jokapäiväisessä suunnittelussa.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Nanowerk