El control de las burbujas es un proceso difícil y uno que muchos de nosotros experimentamos de forma simplista cuando los niños pequeños empuñaban una varita de burbujas, tratando de crear burbujas más grandes sin reventarlas. Un equipo de investigación en CINaM-CNRS Aix-Marseille Université en Francia tieneconvirtió el juego de niños en un asunto serio.
Demostraron que podían inmovilizar una microburbuja creada a partir de la electrólisis del agua como si la fuerza de flotación de Arquímedes que normalmente lo empujaría a la superficie no existiera. Este nuevo y sorprendente fenómeno descrito esta semana letras de física aplicada , de AIP Publishing, podría conducir a aplicaciones en medicina, industria nuclear o tecnología de micromanipulación.
Si bien las burbujas se observan con frecuencia en la naturaleza, no es fácil controlar su diámetro, posición o tiempo de formación. El trabajo previo del equipo de investigación francés exploró cómo controlar las burbujas de hidrógeno y oxígeno formadas por la descomposición del agua usando electricidadMostraron que si uno de los electrodos tiene forma de punta, con un radio de curvatura en su vértice que varía de 1 nanómetro a 1 micrómetro, y se usa una corriente eléctrica alterna con valores definidos de amplitud y frecuencia, se pueden producir microburbujas.en un solo punto en el vértice del nanoelectrodo.
En el trabajo actual, el equipo ha demostrado un fenómeno nuevo y sorprendente: la inmovilización de una sola microburbuja en agua. Después de que se produce una burbuja en el vértice del nanoelectrodo, se inmoviliza al aumentar rápidamente la frecuencia de lacorriente eléctrica. Es una situación estable: no importa en qué dirección se mueva el electrodo, la burbuja permanece arriba ya la misma distancia del electrodo.
Los científicos proponen que las moléculas de hidrógeno u oxígeno entren en la burbuja inmovilizada a través de la superficie inferior y salgan de la burbuja a través de la superficie superior. Las moléculas de gas solo se producen en un único punto en el ápice del nanoelectrodo.
El equipo de CINaM-CNRS trabajó con investigadores en acústica que usan ultrasonidos para la detección y la caracterización de microburbujas. Necesitaban burbujas altamente calibradas y el equipo propuso producir tales burbujas usando la electrólisis del agua. El equipo incorporó varias ideas nuevas ymétodos en su enfoque ". Si bien es habitual considerar que la electrólisis está controlada por el potencial eléctrico, mostramos que la cantidad fundamental es, de hecho, el campo eléctrico, por lo que utilizamos un electrodo en forma de punta con un radio de curvatura muy pequeño enel ápice ", dijo Juan Olives, miembro del equipo de investigación. El uso de una corriente alterna de frecuencia suficiente produce" nanoelectrólisis ", que es la nanolocalización de las reacciones de electrólisis en un solo punto.
La mayor sorpresa en los hallazgos fue que, aunque nada parece moverse cuando observa el experimento, de hecho, todo se está moviendo en un aparente estado estable, dijo Olives. Las moléculas de hidrógeno y oxígeno se producen continuamente en el ápice del nanoelectrodo, se mueven en la solución y en la burbuja, entran y salen de la burbuja, y hay una velocidad de convección en la solución y en la burbuja. Todo se mueve, excepto la superficie de la burbuja, dijo Olives.
El control de las microburbujas es fundamental para numerosas aplicaciones en la medicina, incluso como agentes de contraste de ultrasonido, para romper los coágulos de sangre y para la emboloterapia con gas, que es el bloqueo intencional de una arteria para prevenir la pérdida excesiva de sangre. El control de las microburbujas también es importante en la industria nuclearindustria, donde las microburbujas en el líquido refrigerante de sodio pueden causar problemas.
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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