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The zeta-potential important stuff for nano-bubbles

In Tecnología by Erik van Berkum : Thursday, 22 November 2018

Why is the zeta potential important for ultrafine bubbles

The electrical properties of gas bubbles are important in determining the interaction of nano-bubbles if and when they merge together and how they interact with other materials such as solid particles or oil droplets. Knowledge about this helps application development in for example, protein skimmers, froth flotation, food processing, washing surfaces and purification.

Electrical double layer around ultrafine bubble

When a bubble is suspended in liquid it is surrounded by oppositely charged ions. The surrounding of the nano-bubble exists of two parts. An inner, nearby region called the Stern layer where the ions are strongly bound and an outer diffuse region where the ions are less firmly attached. The outer region is like a cloud kept together by electrostatic forces, it consists of various ions of opposite polarities. The whole system forms an electrical double layer. The development of a net charge at the bubble particle liquid surface affects the distribution of ions in the neighboring inter-facial region. This results in an increased concentration of counter ions close to the surface. When the nano-bubble moves trough the liquid, ions within the boundary move with the bubble. Any ions beyond the boundary do not move with the bubble. The boundary we call the hydrodynamic shear or the slipping plane. The potential on this surface is called the zeta potential.

High and Low zeta potential

The Zeta potential can be measured in mV. Zeta potential measures the magnitude of the electrostatic charge repulsion or attraction between particles, bubbles or droplets. Zeta potential is one of the fundamental parameters to affect stability. Zeta potential gives detailed insight into the causes of dispersion, aggregation or flocculation, and can be applied to improve the formulation of dispersion's, emulsions and suspensions.

H+ and OH- ions

Higher zeta potential means stability to nano bubbles in suspension due to repulsion among the bubbles. A lower zeta potential leads to coagulation and is less stable. A lower Zeta Potential means a value closer to zero. The Zeta Potential is either positive or negative and a high zeta potential can be either a high positive or high negative number to be stable. The charge of the solution depends on positive ions H+ or more negative ions OH-. Studies have demonstrated that bubbles in distilled water are negatively charged. On average a bubble in distilled water has a zeta potential of -35 mV at a pH of 5.8 when measuring different bubble sizes there is no relationship between the magnitude of the zeta potential and the bubble diameter.

When H+ and OH- ions are at play the pH is also present and is an important factor so when measuring the zeta potential always do this in combination with the pH. When the zeta potential is negative, the gas-water interface is negatively charged with OH- ions. The water has an excess of OH- ions compared to H+ ions. The negative value of the zeta potential under a wide range of pH suggests that OH- is more effectively adsorbed to the interface than H+. Sometimes the zeta potential is positive, this happens i.e. under stronger acidic conditions i.e. when CO2 gas is dissolved.

Researchers explained the adsorption of OH- onto the interface by the difference of hydration energy between H+ and OH- or by the orientation of water dipoles at the interface with hydrogen atoms pointing toward the water phase and oxygen atoms towards the gas phase, causing an attraction of anions to the inter-phase.

The gas-water interface electrical charge is related to the hydrogen-bonding network of water. The electric charge of the interface in the aqueous solution is caused by a greater excess of H+ and OH- at the interface than in the bulk. These ions are the essential elements of the hydrogen-bonding network therefor the structural information of the gas-water interface must include a greater number of these ions at the interface than in the bulk aqueous phase. As the negative value of the zeta potential for bubbles in a wide pH range suggests that OH- is more effective than H+ at influencing the microscopic structure of the gas-water interface.


Alcohol a negative impact on ultrafine bubbles

Alcohol both methanol, ethanol and higher alcohols have a negative impact on the zeta potential by reducing the negative value. The alcohols tend to absorb the gas-water interface, and adding a small amount of alcohol significantly disturbed the hydrogen bonding network at the interface.

For the stability of bubbles some older research found that air bubbles were stable in solution for 4 days while CO2 bubbles lasted only 1 or 2 hours. More recent studies showed that ultrafine bubbles in a laboratory under perfect conditions are stable for 4 to 6 months.


Colloids Stable and unstable

People often wonder, if ultrafine bubbles spread evenly through the water or if they are clustered in one region of the water. As bubbles behave the same as particles in a colloid. A colloid is a solution that has particles ranging between 1 and 1000 nano-meters in diameter and are still able to remain evenly distributed throughout the solution. These are also known as colloidal dispersion's because the substances remain dispersed and do not settle to the bottom of the container. Each colloidal particle dispersed in the solution is electrically charged due to their ionic characteristics and bipolar attributes.


Zeta potential in practice and applications

Horticulture and agriculture

A high zeta potential means a stable solution for plant roots this is positive as they can more easy absorb nutrients due to a higher chance of absorption. A nutrient solution for plants with a low zeta potential shows clustered nutrients which are less accessible for plant roots.

Lake and pond remediation

Probiotic bacteria are an important component for waste water cleaning, lake and pond remediation and septic tank cleaning. The probiotic bacteria are aerobic, they require oxygen as an energy source and the more oxygen the better. A probiotic bacteria is sized between 200 nm to 10,000 nm compared to an average acniti nano bubble between 85 to 120 nm. The probiotic bacteria accumulate nutrients from the environment by diffusion. A high oxygen concentration in the water with a high zeta potential helps these positive bacteria to thrive. With a high zeta potential the nutrients for the probiotic bacteria are well dispersed through the solution and makes them easy accessible. When the water solution has a low zeta potential nutrients are clustered less accessible and it will take more time for the probiotic bacteria to clean up the water body.

Water treatment

In water treatment system monitoring of the Zeta potential gives an indication for the amount of chemicals or ultrafine bubbles that need to be dosed.

Biofilm and bio-fouling

The increase in zeta potential of tubes and pipes eliminates bio-film and bio-fouling of membranes and extends filter life.


Stabilize clay and other particles in water reducing the tendency for aggregation so they do not settle as soft-sludge.

Free Radicals

When fine bubbles are compressed at high concentrations, the zeta potential will increase during compression, and the ion concentration around the bubbles increases. After several minutes of compression, so many access ions are formed that free radicals are created.

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potencial zeta burbujas ultrafinas

The electrical properties of gas bubbles are important in determining the interaction of nano-bubbles if and when they merge together and how they interact with other materials such as solid particles or oil droplets. Knowledge about this helps application development in for example, protein skimmers, froth flotation, food processing, washing surfaces and purification.

Burbujas ultrafinas y el efecto sobre la germinación de las semillas

Las Nano burbujas son útiles para acelerar el metabolismo de los organismos vivos, pero el mecanismo aún no se conoce bien. En un estudio, investigaron la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) por Nano Bubbles y el efecto sobre la germinación de la semilla. La conclusión del estudio fue que las semillas en agua de nanoburbujas tenían una tasa de germinación más alta que todas las sumergidas en las otras soluciones convencionales usadas.

Informe de proyecto tratamiento lago UFB mixer nano burbujas

Un estanque contaminado que se usó para riego fue tratado durante 40 días con nanoburbujas. Después del tratamiento, se resolvieron los problemas de contaminación de algas. Para el tratamiento, se utilizó el generador de burbujas nano UFB mixer, en combinación con un concentrador de oxígeno conectado.

Demostración unidad de inmersión UFB mixer

La unidad sumergible UFB mixer es una unidad completa con la técnica de válvula mezcladora de baja presión que satura de manera efectiva y eficiente los líquidos con gases de más de 5 veces los niveles de las tecnologías convencionales. La unidad mueve 113 litros de agua por minuto y disuelve 4 litros de oxígeno por minuto creando un alto contenido de DO y burbujas ultrafinas en el agua.

Fuerte aumento en la producción de cannabis con oxigenación de burbuja

Los sistemas de raíces requieren oxígeno para la respiración aeróbica. Reducción de los niveles de oxígeno en la zona de la raíz, ralentizar el crecimiento de la planta y aumentan la susceptibilidad de las enfermedades. Las plantas cultivadas en interiores en sistemas de agua cerrados a menudo carecen de oxígeno y necesitan suministro adicional de oxígeno. Al suministrar una burbuja ultrafina a la zona del raíz de la planta, aumentan los niveles de oxígeno y el agua se carga eléctricamente de manera negativa, lo que promueve la absorción de nutrientes y el crecimiento de la pelo radical. Lea el artículo completo para ver qué experiencia tienen los cultivadores de cannabis sobre el sistema de burbujas ultrafinas.

Demostración de laboratorio miniGaLF

El miniGaLF es el modelo GALF de nivel de entrada de ACNITI diseñado para empresas, universidades, institutos de investigación e individuos que desean aprender sobre la tecnología de burbujas Ultrafine. En este blog se muestra una película de las conexiones, la operación y el rendimiento para crear burbujas ultrafinas (nano burbujas) con un alto nivel de DO.

Cultivar lechuga atractiva con no más tip burn

La lechuga Manoa es una variedad de lechuga susceptible a tipburn. Tipburn es el secado y el morir del tejido foliar a lo largo de los bordes de la hoja. Durante un prueba en un productor en Hawai se demostró que al aumentar los niveles de DO y agregar burbujas ultrafinas, la reducción de tipburn se realiza y se producen mejoras de calidad y producción.

Qué hay en el nombre: burbujas ultrafinas o nano burbujas

Interesados en saber por qué los nanobubbles se llaman oficialmente burbujas ultrafinas? En este artículo explicamos las razones por que el comité técnico de la ISO ha decidido utilizar el nombre oficial de burbujas ultrafinas en lugar de nano burbujas.


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Limpiar la ropa con un refuerzo de burbujas

Lavado de superficies y lavandería es una de las áreas prometedoras fueron burbujas ultrafinas pueden hacer una diferencia en la aplicación. La reducción de la cantidad de detergente, tiene un efecto positivo reduciendo la contaminación, lavando la ropa sin detergente, beneficiaría grandemente el ambiente. Las burbujas ultrafinas pueden reducir la tensión superficial del agua, las grandes cantidades de moléculas de oxígeno en las burbujas cargan el agua negativa.

Burbujas de ozono para el tratamiento del agua

Investigación sobre la tecnología de burbujas ultrafinas de ozono para el tratamiento de aguas, de lavado de productos vegetales. El libro blanco demuestra que sus beneficios en el uso de la tecnología, por una mejor desinfección y ahorro de ozono.

Que son burbujas

Las burbujas son cavidades llenas de gas en el agua. El área de contacto entre las burbujas en el agua llena de pequeñas burbujas es mucho mayor que el agua llena de burbujas más grandes. La presión del gas dentro de una burbuja pequeña es más alta que en una burbuja grande, por lo tanto la tensión superficial de una pequeña burbuja es más alta también.

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Generación de burbujas ultrafinas

Hay varias tecnologías para generar burbujas ultrafinas. Este artículo ofrece una visión general de las técnicas más utilizadas, tales como disolución presurizada, mezcladores estáticos y flujo rotatorio.


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Grandes cosas suceden cuando el mundo está de acuerdo, burbujas finas son una tecnología innovadora, pero sin los estándares adecuados para el desarrollo de la industria, hay obstáculos. A partir de 2013 ISO comenzó la creación de un estándar internacional para las burbujas finas conocidas popularmente como nano burbujas.

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Lago Ida Anne tiene un problema cada vez mayor con las algas en primavera y verano. Un gran número de nutrientes están disponibles en el lago, y esto promueve el crecimiento de algas. La ciudad de Langford en British Columbia Canada probó el Sistema de Oxigenación nano burbujas para combatir las algas, con gran éxito.

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Una nueva forma innovadora de transportar pescado durante el sueño está casi lista para entrar en el mercado. Una combinación de CO2 y burbujas ultrafinas hacen esto posible.

Los activos de la marca

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Burbujas ultrafina en la cámara

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Cómo configurar el miniGaLF -Plus

El miniGALF es el modelo de entrada de IDEC, diseñado por IDEC para las primeras experiencias con tecnología de burbujas ultrafinas. El miniGaLF -Plus permite una mayor concentración de burbujas ultrafinas mediante múltiples pases de agua a través del miniGaLF.

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Imagínese que su piso de la cocina o los azulejos del baño sean limpiados por burbujas muy pequeñas. Suena genial, una nueva era tecnológica está naciendo.

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