p Pesquisadores da University College Dublin (UCD) descobriram um novo método de eficiência energética para gerar e liberar volumes substanciais de metaestável, bolhas de gás em nanoescala na água, em excesso dos níveis naturais de solubilidade. A descoberta tem o potencial de interromper uma série de indústrias, incluindo; tratamento de água poluída, armazenamento de gás, Comida, bio-farmacêutica e fabricação de cerveja. p A descoberta da geração de nanobolhas foi anunciada em um artigo científico intitulado Massive Generation of Metastable Bulk Nanobubbles in Water by External Electric Fields recém-publicado em Avanços da Ciência , um periódico científico multidisciplinar de acesso aberto revisado por pares.

p Bolhas de tamanho mícron são pequenas bolhas de gás com um diâmetro inferior a 50 mícrons (μm), um mícron (μm) é um milionésimo de um metro, e eles têm uma série de aplicações industriais, inclusive no tratamento de águas residuais. No entanto, bolhas de tamanho mícron diminuem de tamanho e, eventualmente, desaparecem debaixo d'água devido à rápida dissolução de seu gás interior, o que limita o seu potencial industrial.

p Nanobolhas também são pequenas bolhas de gás, mas em escala nanométrica (nm). Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, e por exemplo uma molécula de DNA é ca. 2,5 nm de largura e um cabelo humano tem ca. 60, 000—100, 000 nm de largura. Nanobolhas são termodinamicamente metaestáveis ​​por muitos meses ou até mais, em contraste com bolhas de tamanho mícron, e têm, portanto, propriedades de transferência de gás aprimoradas e maior potencial industrial.

p O desafio para os cientistas até o momento tem sido o desenvolvimento de métodos facilmente controlados para promover a formação e liberação de nanobolhas.

p A descoberta de um novo, O método eficiente de energia e facilmente controlado para gerar e liberar grandes volumes de nanobolhas foi desenvolvido pelo professor Niall English e Dr. Mohammad Reza Ghaani na Escola de Engenharia Química e de Bioprocessos da UCD.

p Descrevendo a descoberta, Professor Niall English, A Escola de Engenharia Química e de Bioprocessos da UCD disse:"Nossa nova descoberta fundamental envolve a aplicação de campos elétricos, que causam regiões de pressão negativa transitória nas interfaces gás-líquido, resultando assim na incorporação de gás em líquidos em forma de bolha em nanoescala. É muito eficiente em termos de energia, sem aditivos, e funciona para uma ampla gama de gases e a solubilidade de gás bastante melhorada na água é altamente metaestável, durando pelo menos por muitos meses. "

p Ele adicionou, "Após a conclusão de um programa de pesquisa em colaboração com o Professor Peter Kusalik da Universidade de Calgary, estabelecemos uma boa compreensão teórica da mobilidade das nanobolhas em campos elétricos, o que contribui para o nosso conhecimento microscópico da estabilidade das nanobolhas. "

p Este desenvolvimento na ciência das nanobolhas tem o potencial de aumentar drasticamente as taxas de transferência de gás e entregar uma mudança radical nas eficiências operacionais de uma série de setores industriais, Incluindo; armazenamento de gás, tratamento de água poluída, bio-farmacêutica, fermentação, agricultura e alimentação.

p Dr. Mohammad Reza Ghaani, Escola de Engenharia Química e de Bioprocessos da UCD, disse, "Nosso novo método de geração de nanobolhas tem várias aplicações comerciais e tem o potencial de aumentar a capacidade de armazenar gás diretamente em soluções aquosas ao longo de meses. Além disso, tem o potencial de aumentar vários níveis de gases dissolvidos, resultando em maiores capacidades para tratar águas residuais e também melhorar a transferência de massa em reações bioquímicas e biofarmacêuticas limitadas por oxigênio, como processos de fermentação nas indústrias de alimentos e cerveja. "

p Ele adicionou, "Trabalhando com a equipe de transferência de conhecimento da UCD na NovaUCD, entramos com pedidos de patentes e também estamos procurando comercializar a tecnologia por meio de uma empresa spin-out da UCD."

p Coautor do artigo, Professor Peter Kusalik, Departamento de Química, Universidade de Calgary, disse, “Nosso trabalho também revela as origens moleculares da aparente estabilidade das nanobolhas, que de outra forma não seriam estáveis ​​devido ao seu tamanho muito pequeno. As origens do comportamento podem ser rastreadas até a estrutura única das moléculas de água na fronteira entre a água líquida e o gás. "

p "A explicação também explica por que essas bolhas sem carga podem ser vistas se movendo quando um campo elétrico é aplicado. Assim, este estudo é capaz de fornecer uma explicação clara e consistente para um problema antes intrigante. "

p Professor English concluiu, "Gostaríamos de agradecer à empresa irlandesa Particular Sciences pelo acesso ao equipamento de espalhamento dinâmico de luz (DLS) usado durante esta pesquisa."

p O artigo (de acesso aberto) é intitulado "Geração maciça de nanobolhas a granel metaestáveis ​​na água por campos elétricos externos."