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Comprender el potencial zeta en las nanoburbujas
Las nanoburbujas -pequeñas burbujas llenas de gas con diámetros inferiores a 200 nm- están creando nuevas oportunidades en el tratamiento del agua, la agricultura y las aplicaciones médicas. Una propiedad esencial que influye en su comportamiento y estabilidad es el potencial zeta.
¿Qué es el potencial zeta?
El potencial zeta es el potencial eléctrico en el plano de deslizamiento de una partícula suspendida en un fluido. En el caso de las nanoburbujas, la superficie de cada burbuja suele adquirir una carga al entrar en contacto con el agua. Esta carga superficial negativa o positiva atrae a los contraiones, formando una capa fuertemente ligada conocida como capa Stern y una capa exterior de iones más difusa. El potencial zeta es el voltaje medido en la interfase donde la capa de fluido móvil "se desliza" por la capa estacionaria de iones a medida que la nanoburbuja se desplaza a través de ella.
¿Por qué es importante el potencial zeta para las nanoburbujas?
- Estabilidad: Un potencial zeta absoluto alto (positivo o negativo) significa que las nanoburbujas se repelen entre sí, reduciendo la probabilidad de coalescencia y aumentando su estabilidad en suspensión.
- Agregación: Cuando el potencial zeta es bajo, pueden dominar las fuerzas atractivas, haciendo que las nanoburbujas se agrupen y colapsen, lo que no es deseable para la mayoría de las aplicaciones.
Medición e interpretación del potencial zeta
El potencial zeta suele medirse en milivoltios (mV). Las nanoburbujas con potenciales zeta superiores a +30 mV o inferiores a -30 mV se consideran muy estables en soluciones acuosas. Los operadores de los generadores de nanoburbujas miden y ajustan rutinariamente condiciones como el pH y la fuerza iónica para modular el potencial zeta y optimizar el rendimiento de las nanoburbujas.
Comprender el potencial zeta permite a los ingenieros de nanotecnología afinar la estabilidad de las nanoburbujas para aplicaciones industriales y biomédicas específicas, lo que da lugar a procesos más eficientes y fiables.
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El potencial zeta es el potencial eléctrico en el plano deslizante de las nanoburbujas, que determina su estructura de doble capa y estabilidad coloidal en agua
Las propiedades eléctricas de las burbujas de gas son importantes para determinar la interacción de las nanoburbujas cuando se fusionan y cómo interactúan con otros materiales, como partículas sólidas o gotas de aceite. El conocimiento sobre esto ayuda al desarrollo de aplicaciones en, por ejemplo, desnatadores de proteínas, flotación de espuma, procesamiento de alimentos, lavado de superficies y purificación.