Американские учёные изучили и описали идею о том, как газовые пузырьки микроскопического размера могут сохраняться в жидкости продолжительное время. Результаты своих исследований группа проверила опытом.
Газы важны во множестве химических процессов, и их удерживание в растворах часто достигается с помощью пузырьков. В отличие от больших пузырьков, нанопузырьки диаметром меньше человеческого волоса сохраняют газ в себе месяцами. Такое свойство увеличивает время для протекания химических реакций.
Ввод газа в промышленные растворы требует минимизации потерь и максимального использования его для химических реакций. Главной целью является удержание газа в растворе как можно дольше, в идеале — постоянно, чтобы он не испарялся и пузырьки не лопались. Hamidreza Samouei).
Группа исследователей из Техасского университета A&MВыяснила факторы, обеспечивающие устойчивость нанопузырьков. Выводы исследователей. опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry.
Ученые обнаружили, что устойчивость нанопузырьков во многом зависит от электрических зарядов и их взаимодействия с растворителем. влияютВ статье приводятся сведения о нанопузырьках азота, кислорода, гелия, n-бутана и углекислого газа, которые находятся в растворе.
Химики подтвердили жизнеспособность своей концепции экспериментально. Результаты продемонстрировали зависимость стабильности нанопузырьков от полярности растворителя, величины дипольного заряда нанопузырьков и адсорбции ионов добавок. Взаимодействие этих трех факторов оказывается определяющим для вероятности слипания нанопузырьков в более крупные и менее стабильные образования.
Нанопузырьки, способные удерживать газ в растворе, делают эффективной очистку сточных вод, гидропонное выращивание растений и дезинфекцию. получаютУрожайность выше, чем при культивировании тех же растений без учета размеров газовых пузырьков. Нанопузырьки повышают концентрацию кислорода в воде, формируя благоприятные условия для развития многих культур.
Изучение стабильности нанопузырьков входит в рамки масштабного научного исследования. вводятУглекислый газ применяют в солевых растворах для извлечения различных минералов. Этот метод, называемый добычей из рассолов, дает возможность получать минералы, которые используются, например, при изготовлении литиевых батарей и магниевых удобрений. Ученые выяснили, как увеличить срок службы нанопузырьков, что позволит сделать их важным инструментом для добычи минералов из рассолов.