No revientes esa burbuja: una investigación explora la estabilidad de las nanoburbujas
La investigación está avanzando en el conocimiento de por qué las nanoburbujas no estallan en una solución, lo que tiene aplicaciones en el mundo real que van desde las baterías a la agricultura
Los gases son esenciales para muchas reacciones químicas, y las burbujas son una forma de mantenerlos en la solución. En comparación con las burbujas más grandes, las nanoburbujas tienen mayor estabilidad, lo que significa que pueden permanecer más tiempo en una solución sin estallar. Debido a su mayor estabilidad, permiten una mayor disponibilidad de gases en la solución, lo que da más tiempo a que se produzcan reacciones químicas.
Bajo la dirección del Dr. Hamidreza Samouei, los investigadores de la Universidad A&M de Texas están avanzando en el conocimiento de los factores que hacen que las nanoburbujas -burbujas con diámetros más pequeños que un mechón de pelo- sean tan estables. Sus hallazgos se publican en un número reciente de The Journal of Physical Chemistry.
"Cuando inyectamos gas a escala industrial, no queremos desperdiciarlo. Queremos maximizar su uso para reacciones químicas", afirma Samouei, profesor ayudante de investigación en el Departamento Harold Vance de Ingeniería del Petróleo. "Ése es el objetivo principal, mantener el gas en solución durante mucho, mucho tiempo, idealmente un tiempo infinito; mantener el gas en solución sin que estalle".
Los investigadores han descubierto que la estabilidad de las nanoburbujas se basa en gran medida en sus cargas eléctricas y en las interacciones entre las cargas de las burbujas y el disolvente. La estabilidad de las nanoburbujas también se ve afectada por los aditivos que contenga la solución.
La capacidad de las nanoburbujas para retener gas en la solución les confiere muchas aplicaciones en el mundo real, como el tratamiento de aguas residuales, la hidroponía y la desinfección. Cuando se utilizan nanoburbujas en cultivos hidropónicos, las plantas crecen más que sus homólogas cultivadas sin nanoburbujas. Las nanoburbujas permiten que haya más oxígeno disponible en el agua, lo que crea un entorno mejor para que prosperen los cultivos.
Comprender la estabilidad de las nanoburbujas es una pequeña pieza de un rompecabezas de investigación más amplio. Los investigadores han estado inyectando dióxido de carbono en soluciones de agua salada para extraer diferentes minerales de la solución. Los minerales recogidos con este método, conocido como extracción de salmuera, se utilizan en diversas aplicaciones, como baterías de litio y fertilizantes de magnesio.
"Para este proyecto, queríamos una forma de aumentar las concentraciones de dióxido de carbono, así que utilizamos nanoburbujas", señala Samouei. "Ahora que entendemos mejor cómo aumentar la vida útil de una nanoburbuja, serán una herramienta clave en las prácticas de extracción de salmuera".
También colaboran en esta investigación los doctores Mohammadjavad Karimi y Gholamabbas Parsafar.
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