Universidade A&M do Texas pesquisadores, liderados pelo Dr. Hamidreza Samouei, estão aumentando sua compreensão sobre o que torna as nanobolhas – bolhas com diâmetros menores que um único fio de cabelo – tão estáveis, bem como os elementos que influenciam sua estabilidade. Suas descobertas apareceram em uma edição recente da O Jornal de Físico-Química.
Crédito da imagem: Dr. Hamidreza Samouei
As bolhas são um método de manter gases em solução, o que é necessário para muitas reações químicas. As nanobolhas são mais estáveis do que as bolhas maiores, o que significa que podem permanecer na solução por longos períodos de tempo sem estourar. Sua estabilidade aprimorada permite maior disponibilidade de gás em solução, o que dá aos processos químicos mais tempo para ocorrerem.
Quando injetamos gás em escala industrial, não queremos desperdiçar esse gás. Queremos maximizar seu uso para reações químicas. Esse é o objetivo principal, manter o gás em solução por um tempo muito, muito longo, de preferência um tempo infinito; para manter o gás em solução sem estourar.
Hamidreza Samouei, professor assistente de pesquisa, Texas A&M College
Os pesquisadores descobriram que as cargas elétricas das nanobolhas e as interações entre as cargas das bolhas e o solvente desempenham um papel importante na sua estabilidade. A estabilidade das nanobolhas também é afetada por quaisquer aditivos de solução.
As nanobolhas têm uma ampla gama de aplicações práticas, como hidroponia, tratamento de águas residuais e desinfecção, devido à sua capacidade de reter gases em solução. Na agricultura hidropônica, as plantas produzidas com nanobolhas crescem maiores do que aquelas cultivadas sem elas. Ao aumentar a quantidade de oxigênio na água, as nanobolhas melhoram as condições para o crescimento das culturas.
Compreender a estabilidade das nanobolhas é apenas um pequeno componente de um quebra-cabeça de pesquisa maior. Os pesquisadores têm infundido dióxido de carbono em soluções de água salgada para extrair delas vários minerais. Os minerais obtidos por esta abordagem, conhecidos como mineração de salmoura, são empregados em uma ampla gama de aplicações, incluindo baterias de lítio e fertilizantes de magnésio.
Samouei acrescentou: “Para este projeto, queríamos uma forma de aumentar as concentrações de dióxido de carbono, por isso utilizámos nanobolhas. Agora que temos uma melhor compreensão de como aumentar a vida útil de uma nanobolha, elas serão uma ferramenta basic nas práticas de mineração de salmoura.”
Mohammadjavad Karimi e Dr. Gholamabbas Parsafar também contribuíram para este estudo.
Referência do periódico:
Karimi, M., e outros. (2024) Perspectivas de polarização: interações dipolo induzidas por íons e dipolos determinam a estabilidade das nanobolhas em massa. O Jornal de Química Física B. doi.org/10.1021/acs.jpcb.4c03973.