La technologie des bulles est devenue un outil puissant pour lutter contre la pollution de l’environnement, améliorer les processus de traitement de l’eau et stimuler la production industrielle et agricole. De telles nouvelles applications de cette technologie ont émergé grâce aux propriétés uniques des nanobulles (NB), des bulles de gaz inférieures à 1 000 nanomètres (nm) de diamètre.
En particulier, les NB dans l'eau, en particulier ceux dont le diamètre est inférieur à 200 nm, présentent une faible flottabilité, une efficacité de transfert de masse élevée, une réactivité élevée et une stabilité exceptionnelle. Cependant, le mécanisme sous-jacent à leur stabilité est resté insaisissable, la plupart des études se concentrant uniquement sur les changements temporels de la taille et de la charge de surface des NB et négligeant les changements de leur concentration dans diverses conditions.
Pour résoudre ce problème, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur agrégé Myoung-Hwan Park de l'Université Sahmyook en Corée du Sud a récemment étudié le nombre et la stabilité des NB à haute concentration dans l'eau dans diverses conditions. Leur étude a été publiée dans Applied Water Science. .
Soulignant l'importance des NB, le Dr Park remarque :"La conséquence la plus prometteuse de l'utilisation des NB est qu'ils peuvent améliorer les performances d'origine de divers composants sans aucun produit chimique supplémentaire."
Les chercheurs ont d’abord produit des NB aériens dans l’eau à l’aide d’un générateur de NB sur mesure, avec plus de deux milliards de NB par ml d’eau, chacun mesurant environ 100 nm. Ils ont analysé la stabilité des NB à l'aide d'une analyse de suivi des nanoparticules, qui consiste à projeter un laser sur des particules nanométriques en suspension dans un liquide et à suivre leurs mouvements au microscope.
Cette technique a permis aux chercheurs d'étudier comment le nombre et la taille des NB changent dans différentes conditions, notamment le stockage à différentes températures et l'exposition à des impacts physiques tels que la centrifugation, l'agitation et l'agitation.
Ils ont constaté que les NB conservaient 80 à 90 % de leur concentration initiale dans toutes les conditions testées. Plus précisément, lorsqu'il est stocké à 5 o C, 25 o C, 60 o C et 80 o C pendant 120 jours, les NB ont maintenu respectivement 85,7%, 81,0%, 103% et 84,8% de leur concentration initiale.
De plus, soumis à une centrifugation pendant 90 minutes, les NB ont maintenu plus de 90 % de leur concentration initiale, et après huit heures d'agitation, la valeur correspondante était de 96 %. L'agitation de la solution de NB pendant huit heures n'a pas non plus modifié sensiblement leur concentration. De plus, les NB n'ont présenté aucun changement significatif en termes de taille dans aucun des tests ci-dessus.
Ces résultats indiquent que les NB inférieurs à 200 nm présentent une stabilité remarquable dans diverses conditions. "Les NB présentent un potentiel important pour des applications réelles dans la production de masse et la distribution de la technologie des bulles dans divers domaines, tels que les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, le nettoyage, l'environnement, l'alimentation, l'agriculture, etc.", explique le Dr Park. "En outre, les scientifiques s'efforcent de réduire la dépendance à l'égard de produits chimiques nocifs mais indispensables, et l'utilisation de gaz et de NB inoffensifs peut soutenir davantage leurs efforts", conclut-il.
Cette étude peut ainsi ouvrir de nouvelles voies pour les technologies à bulles offrant des perspectives prometteuses pour un environnement plus sûr et une efficacité améliorée dans le traitement de l'eau, l'industrie, l'agriculture et au-delà.
Plus d'informations : Chan-Hyun Cho et al, Évaluation des nanobulles inférieures à 200 nm présentant une très haute stabilité dans l'eau, Applied Water Science (2023). DOI : 10.1007/s13201-023-01950-1
Fourni par l'Université Sahmyook
