Химики поняли, что делает нанопузырьки газов стабильными в жидкости
Группа американских исследователей описала и исследовала концепцию, объясняющую способность наноразмерных пузырьков газов находиться в жидкостях длительное время. Свою теорию ученые подтвердили экспериментально.
Газы играют важную роль во многих химических реакциях, а один из способов их удержания в растворах — формирование пузырьков. В сравнении с крупными пузырьками нанопузырьки, диаметром меньше человеческого волоса, запирают газ в себе на более долгий период — на месяцы. Это дает больше времени для протекания химических реакций.
«Когда приходится вводить газ в раствор промышленных масштабах, мы хотим минимизировать его потери и максимально использовать для химических реакций. Наша главная цель — удерживать газ в растворе как можно дольше, в идеале — бесконечно, чтобы он не выходил из раствора и пузырьки не лопались», — объяснил интерес группы к исследованию доктор Хамидреза Самуи (Hamidreza Samouei).
Группа исследователей из Техасского университета A&M изучила причины стабильности нанопузырьков. Результаты их работы опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry.
Ученые выяснили, что стабильность нанопузырьков в значительной степени определяют их электрические заряды и взаимодействие этих зарядов с растворителем. На стабильность пузырьков также влияют добавки, присутствующие в растворе. Авторы статьи представили данные о нанопузырьках азота, кислорода, гелия, n-бутана и углекислого газа.
Команда химиков подтвердила жизнеспособность своей концепции экспериментально. Результаты показали, как стабильность нанопузырьков зависит от полярности растворителя, величины дипольного заряда нанопузырьков и адсорбции ионов добавок. Взаимодействие этих трех факторов оказалось определяющим для вероятности слипания нанопузырьков в более большие и менее стабильные.
Способность нанопузырьков удерживать газ в растворе делает возможными и эффективными очистку сточных вод, гидропонное выращивание растений и дезинфекцию. При использовании нанопузырьков в гидропонике производители получают больший урожай, чем если выращивают те же растения без внимания к размерам пузырьков газов. Нанопузырьки увеличивают содержание кислорода в воде, создавая оптимальные условия для роста многих культур.
Понимание стабильности нанопузырьков — часть более крупного исследовательского проекта. Ученые вводят углекислый газ в солевые растворы для извлечения из них различных минералов. Этот метод, известный как добыча из рассолов, позволяет получать минералы, которые используются, например, в производстве литиевых батарей и магниевых удобрений. Исследователи поняли, как продлить срок жизни нанопузырьков, что поможет сделать их ключевым инструментом в добыче минералов из рассолов.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии