Si un substrat hydrofuge est immergé dans de l'eau contenant du gaz dissous, de minuscules bulles peuvent se former sur le corps immergé. Ces nanobulles de surface émergent parce que le liquide environnant veut perdre son gaz, semblable à des bulles émergent dans un verre de soda. Dans le cas des nanobulles, cependant, les bulles ne font que dix à vingt nanomètres de hauteur, et donc la pression (de Laplace) dans la bulle est très élevée.

Selon toutes les théories actuelles, les bulles devraient disparaître d'elles-mêmes en moins d'une milliseconde, puisque le gaz dans les bulles veut se dissoudre à nouveau dans l'eau. Selon Lohse, cette idée est assez similaire à un ballon, qui - même s'il est correctement noué - se dégonfle toujours avec le temps. La raison en est qu'un peu d'air s'échappe constamment à travers le caoutchouc du ballon en raison de la diffusion et de la haute pression dans le ballon.

En pratique, cependant, les nanobulles peuvent survivre pendant des semaines, comme on l'avait déjà observé il y a plus de vingt ans. Néanmoins, les scientifiques n'ont pas réussi à trouver une explication concluante à cette longue durée de vie. Avec la publication d'un article dans la revue scientifique Examen physique E (Communication rapide), prof. dr. ir. Detlef Lohse et le prof. dr. Xuehua Zhang (qui en plus de l'UT est également affilié à l'Université RMIT de Melbourne) fournit enfin une explication au phénomène. Et ils le font avec une méthode analytique complète avec des formules mathématiques relativement simples.

La raison pour laquelle les bulles survivent aussi longtemps réside dans l'épinglage de la ligne de contact triphasée. Grâce à l'épinglage, le retrait des bulles implique une augmentation du rayon de courbure et donc une pression de Laplace plus faible. Pour les bulles stables, le flux sortant provenant de la pression de Laplace et le flux entrant dû à l'équilibre de sursaturation. Le résultat est un équilibre stable.

La recherche fournit non seulement une réponse à une question physique et chimique fondamentale, mais a aussi toutes sortes d'applications pratiques. La connaissance peut, par exemple, être utilisé pour rendre les réactions catalytiques plus efficaces et pour les procédés de flottation, une technique de purification très utilisée dans l'extraction des minéraux.

Au sein de son département de Physique des Fluides (POF) à l'Université de Twente, Lohse travaille déjà sur ce sujet depuis plus de dix ans. Dans cette recherche, il travaille en étroite collaboration avec le prof. dr. ir. Harold Zandvliet du département Physique des interfaces et nanomatériaux (PIN). La recherche fait partie du programme MCEC Gravity, au sein de laquelle l'Université d'Utrecht, l'Université de technologie d'Eindhoven et l'Université de Twente travaillent ensemble au développement de procédés catalytiques efficaces pour différentes ressources énergétiques et matérielles, comme les combustibles fossiles, biomasse et énergie solaire. NWO finance ce programme à hauteur de 31,9 millions d'euros.