A tecnologia de bolhas emergiu como uma ferramenta poderosa para combater a poluição ambiental, melhorar os processos de tratamento de água e impulsionar a produção industrial e agrícola. Essas novas aplicações desta tecnologia surgiram devido às propriedades únicas das nanobolhas (NBs) – bolhas de gás menores que 1.000 nanômetros (nm) de diâmetro.



Em particular, os NBs na água, especialmente aqueles com diâmetro inferior a 200 nm, apresentam baixa flutuabilidade, alta eficiência de transferência de massa, alta reatividade e estabilidade excepcional. No entanto, o mecanismo subjacente à sua estabilidade permaneceu indefinido, com a maioria dos estudos focando apenas nas mudanças temporais no tamanho e na carga superficial dos NBs e negligenciando as mudanças na sua concentração sob várias condições.

Para resolver este problema, uma equipe de pesquisadores liderada pelo Professor Associado Myoung-Hwan Park, da Universidade Sahmyook, na Coreia do Sul, investigou recentemente o número e a estabilidade de NBs de alta concentração na água sob várias condições. O estudo foi publicado na Applied Water Science .

Destacando a importância dos NBs, o Dr. Park observa:"A consequência mais promissora do uso de NBs é que eles podem melhorar o desempenho original de vários componentes sem quaisquer produtos químicos adicionais."

Os pesquisadores primeiro produziram NBs de ar na água usando um gerador de NB feito sob medida, com mais de dois bilhões de NBs por ml de água, cada um com aproximadamente 100 nm de tamanho. Eles analisaram a estabilidade dos NBs usando análise de rastreamento de nanopartículas, que envolve direcionar um laser para partículas em nanoescala suspensas em um líquido e rastrear seus movimentos sob um microscópio.

Esta técnica permitiu aos investigadores investigar como o número e o tamanho dos RN mudam sob diferentes condições, incluindo armazenamento a várias temperaturas e exposição a impactos físicos como centrifugação, agitação e agitação.

Eles descobriram que os RN retiveram 80-90% da sua concentração inicial em todas as condições testadas. Especificamente, quando armazenado a 5 ^o C, 25 ^o C, 60 ^o C e 80 ^o C por 120 dias, os RN mantiveram 85,7%, 81,0%, 103% e 84,8% da concentração inicial, respectivamente.

Além disso, quando submetidos à centrifugação por 90 minutos, os RN mantiveram mais de 90% da concentração inicial e, após oito horas de agitação, o valor correspondente foi de 96%. A agitação da solução NB durante oito horas também não alterou a sua concentração de forma apreciável. Além disso, os RNs não apresentaram alteração significativa no tamanho em nenhum dos testes acima.

Estas descobertas indicam que os RN sub-200 nm exibem notável estabilidade sob diversas condições. “Os NBs mostram um potencial significativo para aplicações na vida real na produção em massa e distribuição de tecnologia de bolhas em vários campos, como produtos farmacêuticos, cosméticos, limpeza, meio ambiente, alimentos, agricultura e muito mais”, diz o Dr. “Além disso, os cientistas estão a trabalhar no sentido de reduzir a dependência de produtos químicos nocivos, mas indispensáveis, e a utilização de gases e NB inofensivos pode apoiar ainda mais os seus esforços”, conclui.

Este estudo pode, assim, abrir novos caminhos para tecnologias de bolha, oferecendo perspectivas promissoras para um ambiente mais seguro e maior eficiência no tratamento de água, indústria, agricultura e muito mais.

Mais informações: Chan-Hyun Cho et al, Avaliação de nanobolhas sub-200 nm com estabilidade ultra-alta em água, Applied Water Science (2023). DOI:10.1007/s13201-023-01950-1
Fornecido pela Universidade Sahmyook