De nouvelles recherches sur la physique des nanobulles vibrantes révèlent qu’elles ne chauffent pas autant qu’on le pensait auparavant. L'œuvre apparaît dans Nano Letters .

Les nanobulles vibrantes ont des utilisations surprenantes comme agents de contraste ultrasonores dans le diagnostic du cancer. Ils peuvent également être forcés de s'effondrer, détruisant les contaminants microscopiques à proximité, pour le traitement des eaux usées et le nettoyage des surfaces de dispositifs microfluidiques délicats. La rigidité d'une nanobulle lorsqu'elle vibre est fortement liée à sa température interne, et être capable de comprendre cette relation conduit à de meilleures prédictions de la taille des nanobulles dans les expériences et de leur conception dans ces applications.

À l'aide d'ARCHER2, le principal superordinateur national du Royaume-Uni hébergé à l'Université d'Édimbourg, la recherche a révélé deux effets distincts à l'échelle nanométrique qui influencent les bulles d'un diamètre inférieur à un millième de millimètre.

La densité élevée du gaz à l’intérieur des bulles fait rebondir les molécules les unes sur les autres plus fréquemment, ce qui entraîne une rigidité accrue des bulles, même à température constante. Un autre effet des dimensions nanométriques de la bulle a été l'émergence d'une couche isolante autour de la bulle, ce qui a réduit la capacité de la bulle à dissiper la chaleur interne, ce qui a modifié sa façon de vibrer.

L'étude a révélé les véritables distributions de pression et de température à l'intérieur des nanobulles, à l'aide de simulations de dynamique moléculaire très détaillées, et a trouvé un meilleur modèle pour décrire leur dynamique.

Le responsable de l'étude, le Dr Duncan Dockar, chercheur RAEng à la faculté d'ingénierie de l'université d'Édimbourg, a déclaré :« Les résultats de ces découvertes nous permettront d'utiliser des nanobulles pour une meilleure efficacité dans les processus de traitement de l'eau et un nettoyage précis des appareils microélectroniques. nos travaux mettent également en évidence le rôle des bulles dans les nanotechnologies futures, qui ont suscité beaucoup d'intérêt ces dernières années. Nos prochaines recherches se concentrent sur les effets inhabituels à l'échelle nanométrique qui influencent ces bulles, qui ne sont pas courants dans l'ingénierie quotidienne. "

Plus d'informations : Duncan Dockar et al, Oscillations thermiques de nanobulles, Nano Letters (2023). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c03052

Informations sur le journal : Lettres nano

Fourni par l'Université d'Édimbourg