چرا نانوحباب‌ها نسبت به حباب‌های معمول بهتر هستند؟

به گزارش گروه اجتماعی خبرگزاری تسنیم، "نانوحباب" یک تکنولوژی جدیدی است که در حوزه‌های مختلف تصفیه فاضلاب، تصفیه آب، کشاورزی، آبزی‌پروری و صنایع غذایی و همچنین احیای تالاب‌ها و دریاچه‌ها کاربرد دارد.

تفاوت در مساحت سطحی، پایداری و ماندگاری طولانی‌مدت نانوحباب در سیال، نفوذ بهتر و هدف‌گیری مناسب‌تر اهداف و نیاز به انرژی کمتر در فرآیند تولید از جمله مزیت‌هایی است که نانوحباب‌ها نسبت به میکروحباب‌ها از آن برخوردار هستند.

نانوحباب‌ها به دلایل فنی عملکرد بهتری نسبت به حباب‌های بزرگتر (نظیر میکروحباب‌ها) دارند. در ادامه چند مزیت مهم نانوحباب‌ها ارائه می‌شود:

تفاوت در مساحت سطحی: نانوحباب‌ها به دلیل اندازه قابل توجه کوچکتر (100-1 نانومتر) در مقایسه با میکروحباب‌ها (100-0.5 میکرومتر)، دارای نسبت سطح به حجم به طور چشمگیری بالاتری هستند. این مساحت سطحی بالاتر به تماس بیشتر بین فاز گاز درون حباب و مایع اطراف آن تبدیل می‌شود. این ناحیه سطحی تقویت شده امکان انتقال جرم، جذب و سایر فرآیندهای حیاتی فیزیکی و شیمیایی در سطح حباب را فراهم می‌کند.

پایداری و شناوری بهتر: میکروحباب‌ها به دلیل تمایل به شناوری، مستعد شناور شدن سریع در آب بوده و فرار از محلول یکی از آفت‌های این رفتار میکروحباب‌ها است. در مقابل، نانوحباب‌ها به دلیل اندازه کوچک و برهمکنش براثر حرکت براونی، پایداری بسیار بیشتری در محلول دارند. این ویژگی اجازه می‌دهد تا زمان حضور آن‌ها به طور قابل توجهی در یک محلول افزایش یابد و آن‌ها را برای کاربردهایی که نیاز به تحویل طولانی مدت گاز دارند یا تعامل بیشتر با هدف مورد نیاز است، ایده‌آل کند.

بهبود نفوذ و هدف‌گیری: اندازه کوچک نانوحباب‌ها آن‌ها را قادر می‌سازد تا به عمق ریز منافذ و فضاهای محدود نفوذ کنند. این ویژگی در کاربردهای مختلف، از جمله دستکاری میکروسیالات پیشرفته، تحویل هدفمند دارو در بدن و تمیز کردن بخش عمیق بافت سودمند است. حباب‌های بزرگتر، به دلیل اندازه بزرگ‌ترشان، ممکن است با دستیابی به چنین عمق نفوذ عمیقی مشکل داشته باشند.

نیاز به انرژی کمتر برای تولید: تولید میکروحباب اغلب نیازمند روش‌های پرفشار یا انرژی بر است. برعکس، نانوحباب‌ها را می‌توان با استفاده از روش‌های کم‌فشار، مانند فراصوت یا کاویتاسیون هیدرودینامیکی تولید کرد. این کار منجر به کاهش هزینه های عملیاتی، بهبود بهره‌وری انرژی و فرآیندهای تولید سازگار با محیط زیست می‌شود.

در نتیجه، نانوحباب‌ها به دلیل ویژگی‌های سطحی برتر، پایداری استثنایی، قابلیت‌های نفوذ بهبود یافته، نیازهای کمتر به انرژی در فرآیند تولید مزایای قابل‌توجهی نسبت به میکروحباب‌ها دارند.