منتشر شده: دوشنبه, ۷ نوامبر ۲۰۱۶
اصلاح شده: سه‌شنبه, ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۳

فناوری حباب ریز یک فناوری نوآورانه هیجان انگیز است که کاربردهای بالقوه ای برای بسیاری از صنایع دارد

آب و حباب های کلان

حباب‌های بسیار ریز اغلب حباب‌های نانو نامیده می‌شوند، در حقیقت حباب نانو با تعریف نانوذره مطابقت ندارد، بنابراین به طور رسمی به آنها حباب‌های بسیار ریز می‌گویند. حباب‌ها حفره‌های پر از گاز در آب هستند، عمر حباب حداکثر چند دقیقه و کوتاه است، فقط حباب‌های بسیار ریز برای مدت‌های طولانی‌تری مانند ماه‌ها پایدار هستند، این امر آنها را بسیار خاص می‌کند و ما را قادر می‌سازد تا خواص آب را تغییر دهیم. این نوآوری را برای کشاورزی، فرآوری مواد غذایی، نظافت و کاربردهای پزشکی باز می کند. حباب ها در اطراف ما هستند، در غذاها، آبجو، نان و پنیر نوشیدنی های پاپ، و همچنین در آجرهای خانه ما. اقیانوس بزرگترین تولید کننده حباب در جهان است، وقتی هوای اقیانوس را استشمام می کنید، حباب های ترکیده شده را استشمام می کنید و هنگام قدم زدن در ساحل حباب های ترکیده موهای شما را چسبناک می کند و به عینک آفتابی لایه ای چربی می دهد. در مرزها، چیزهای جدیدی امکان پذیر است، این منطقه ای است که از یک طرف به طرف دیگر می روید، این به ویژه برای حباب هایی که از فاز گاز به فاز مایع می روید، صادق است، این جایی است که همه جادوی آب اتفاق می افتد.

در دنیای حباب‌ها، اندازه‌های مختلفی را تشخیص می‌دهیم، بزرگ‌ترین آنها حباب‌های میلی‌متری هستند و سپس حباب‌های ریز و کوچک‌ترین آنها را حباب‌های بسیار ریز می‌نامیم. حباب ها از سه جزء اصلی گاز، مایع و پوسته تشکیل شده است که فاز آبی بین گاز و مایع است. شکل گیری حباب ها و خواص مکانیکی میکرو حباب ها به خاصیت مواد پوسته بستگی دارد. حباب های بسیار ریز حباب های گازی مینیاتوری در مایعاتی هستند که عمدتاً قطر آنها کمتر از 200 نانومتر است و چندین ویژگی فیزیکی منحصر به فرد دارند. قطر موی انسان حدود 180000 نانومتر است که 900 برابر بزرگتر است. حباب های بسیار ریز به دلیل سطح بار منفی خود برای مدت طولانی در آب پایدار می مانند، جایی که حباب های میلی متری افزایش می یابند، به سرعت بالا می روند و در سطح آب می ترکند یا حباب های ریز قبل از رسیدن به سطح در آب حل می شوند. علاوه بر این، فشار داخلی حباب های بسیار ریز در مایعات بیشتر از محیط آنها است که انحلال گاز در مایعات را تسریع می کند. این ویژگی قابل توجه برای حلالیت گاز بسیار کارآمد، ما فوق اشباع گاز اکسیژن در آب نامیده می شود. اندازه نانو حباب‌ها مزیت دیگری نیز دارد، با بزرگ‌تر کردن سطح تماس گاز در آب، احتمال وقوع واکنش‌هایی با محیط بیشتر می‌شود. در گزارش های صنعت پزشکی نشان می دهد که حلالیت بالای گاز اکسیژن میکرو حباب ها برای اکسیژن رسانی به بافت های هیپوکسیک مفید است. در تحقیقات سرطان، محققان با دادن بار مغناطیسی به حباب بسیار ریز آزمایش می‌کنند و با انجام این کار، می‌توانند از حباب بسیار ریز به عنوان مکانیسم انتقال دارو با آوردن دارو به سلول‌های سرطانی از طریق آهن‌ربایی که آن را به محل مورد نظر می‌کشد، استفاده کنند.

اولین حوزه‌هایی که حباب‌های بسیار ریز تأثیر خواهند داشت، کشاورزی و برنامه‌های تمیز کردن هستند. حباب های بسیار ریز کوچکتر از طول موج نور هستند، به دلیل کوچک بودن حباب ها می توانند به منافذ عمیق هر ماده ای برسند، زیرا حباب ها مانند مواد شوینده دارای بار منفی هستند و می توانند خاک را در آب از جسم شناور دور کنند. . فایده واقعی شستشو ممکن است در تمیز کردن میوه ها و سبزیجات باشد، این محصولات لطیف که ما نمی خواهیم آنها را با مواد شوینده تمیز کنیم، اما دوست داریم آفت کش ها و باکتری ها و قارچ های احتمالی از سالاد حذف شوند. حباب های بسیار ریز می توانند نقش زیادی در این فرآیند ایفا کنند.

در کشاورزی، حباب های بسیار ریز افزایش سرعت رشد و حاصل دهی را نشان به وجود می آورند. گیاهان برای رشد به 13 ماده مغذی معدنی از خاک نیاز دارند و از هوا و آب اکسیژن هیدروژن و کربن را جذب می کنند. گیاهان اکسیژن محلول را از طریق ریشه از آب جذب می کنند در حالی که کربن به صورت CO2 از طریق برگ ها جذب می شود. در اقلیم‌های گرم‌تر که آب گیاهان گرم‌تر است، آب اغلب از اکسیژن تهی می‌شود، زمانی که اضافه کردن حباب‌های بسیار ریز به آب آبیاری کمبود اکسیژن، چیزی از گذشته است. در کشت گیاه، سطح DOیا اکسیژن مایع 8 میلی گرم در لیتر که ما بهینه در نظر می گیریم، سطوح افزایش یافته تا 16 میلی گرم در لیتر، مزایای رشد جزئی را برای گیاهان نشان می دهد. هنگام استفاده از حباب های بسیار ریز، مزایای رشد بیشتر از آن چیزی است که فقط با سطوح DO توضیح داده شود. حباب بسیار ریز باعث رشد بیشتر گیاهان می شود.

تحقیقات و توسعه برنامه‌های کاربردی زیادی هنوز باید انجام شود، اما صنعت جدید هیجان‌انگیزی در راه است که راه‌حل‌های سازگار با محیط‌زیست پایدار برای افزایش خواص آب ایجاد می‌کند.