新的研究深入研究了奈米氣泡的穩定性及其在各行業的實際應用。
- 科學家正在揭示奈米氣泡在溶液中保持穩定的原因，使其能夠在廣泛的領域中使用。
- 在水耕法中，奈米氣泡可以提高水的含氧量，促進作物更健康、更大。
- 應用範圍擴展到電池、農業和其他創新技術。
奈米氣泡研究進展
氣體對於許多化學反應至關重要，而氣泡是將這些氣體保持在溶液中的一種方式。奈米氣泡——比一根頭髮絲還小的氣泡——比大氣泡更穩定，使它們能夠在溶液中停留更長時間而不會破裂。這種增強的穩定性可確保溶液中保留更高濃度的氣體，從而為化學反應的發生提供更多時間。
在 Hamidreza Samouei 博士的領導下，德州農工大學的研究人員正在深入研究納米氣泡為何如此穩定，並找出影響其穩定性的因素。他們的最新發現發表在最新一期的《物理化學雜誌。
工業應用與優勢
「當我們以工業規模注入天然氣時，我們不想浪費這些氣體。我們希望最大限度地利用它在化學反應中的應用，」哈羅德·萬斯石油工程系研究助理教授 Samouei 說。 「這是主要目的，讓氣體在溶液中保持非常非常長的時間，最好是無限的時間；使氣體保持在溶液中而不破裂。
研究人員發現，奈米氣泡的穩定性很大程度上取決於它們的電荷以及氣泡電荷與溶劑之間的相互作用。奈米氣泡的穩定性也受到溶液中任何添加劑的影響。
實際用途和未來前景
奈米氣泡在溶液中容納氣體的能力使其具有許多實際應用，包括廢水處理、水耕和消毒。當奈米氣泡用於水耕農業時，植物比沒有奈米氣泡的植物長得更大。奈米氣泡可以讓水中有更多的氧氣，為農作物的生長創造更好的環境。
了解奈米氣泡穩定性只是更大研究難題的一小部分。研究人員一直在將二氧化碳注入鹽水溶液中，以從溶液中提取不同的礦物質。透過這種方法（稱為鹽水開採）收集的礦物質可用於多種應用，例如鋰電池和鎂肥料。
「對於這個項目，我們想要一種增加二氧化碳濃度的方法，因此我們使用了奈米氣泡，」薩穆埃指出。 “現在我們對如何延長奈米氣泡的壽命有了更好的了解，它們將成為鹽水開採實踐中的關鍵工具。”
參考文獻：Mohammadjavad Karimi、Gholamabbas Parsafar 和 Hamidreza Samouei 的“偏光觀點：離子和偶極誘導的偶極相互作用決定了體奈米氣泡的穩定性”，2024 年 7 月 11 日，物理化學雜誌B。
DOI：10.1021/acs.jpcb.4c03973
Mohammadjavad Karimi 博士和 Gholamabbas Parsafar 博士也參與了這項研究。
