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nanoburbuja

Una nanoburbuja es una pequeña cavidad submicrométrica que contiene gas, o burbuja , en soluciones acuosas con propiedades únicas causadas por una alta presión interna, un tamaño pequeño y una carga superficial. [1] [2] Las nanoburbujas generalmente miden entre 70 y 150 nanómetros de tamaño [3] [4] y menos de 200 nanómetros de diámetro [5] [6] y son conocidas por su longevidad y estabilidad, baja flotabilidad y carga superficial negativa. , alta superficie por volumen, alta presión interna y altas tasas de transferencia de gas. [2] [7] [8] [9]

Las nanoburbujas se pueden formar inyectando cualquier gas en un líquido. [10] [11] Debido a sus propiedades únicas, pueden interactuar y afectar procesos físicos, químicos y biológicos. [12] Se han utilizado en aplicaciones tecnológicas para industrias como aguas residuales, ingeniería ambiental, agricultura, acuicultura, medicina y biomedicina, entre otras. [7] [13] [14]

Fondo

Las nanoburbujas son nanoscópicas y generalmente demasiado pequeñas para ser observadas a simple vista o con un microscopio estándar , pero pueden observarse mediante retrodispersión de luz utilizando herramientas como punteros láser verdes . [12] Las nanoburbujas estables a granel de unos 30 a 400 milímetros de diámetro fueron reportadas por primera vez en la revista científica británica Nature en 1982. [12] Los científicos las encontraron en rompientes en aguas profundas usando observación por sonar . [12]

En 1994, un estudio realizado por Phil Attard, John L. Parker y Per M. Claesson teorizó aún más sobre la existencia de burbujas de tamaño nanométrico, proponiendo que se pueden formar nanoburbujas estables en la superficie de superficies hidrofílicas e hidrofóbicas dependiendo de factores como el nivel de saturación y tensión superficial. [15]

Las nanoburbujas se pueden generar utilizando técnicas como el intercambio de disolventes, reacciones electroquímicas y la inmersión de un sustrato hidrofóbico en agua mientras se aumenta o disminuye la temperatura del agua. [13]

Las nanoburbujas y las nanopartículas a menudo se encuentran juntas en determinadas circunstancias, [16] pero se diferencian en que las nanopartículas tienen diferentes propiedades, como la densidad y la frecuencia de resonancia. [17] [18]

El estudio de las nanoburbujas enfrenta desafíos para comprender su estabilidad y los mecanismos detrás de su formación y disolución. [19]

Propiedades

Las nanoburbujas poseen varias propiedades distintivas:

Uso

En acuicultura , las nanoburbujas se han utilizado para mejorar la salud y las tasas de crecimiento de los peces [21] [22] [23] y para mejorar la oxidación. [24] [25] [26] Las nanoburbujas pueden mejorar los resultados de salud de los peces al aumentar la concentración de oxígeno disuelto en el agua, [21] reducir la concentración de bacterias y virus en el agua, [22] y activar el sistema de defensa no específico de especies como como la tilapia del Nilo, mejorando la supervivencia durante las infecciones bacterianas. [27] El uso de nanoburbujas para aumentar los niveles de oxígeno disuelto también puede promover el crecimiento de las plantas y reducir la necesidad de productos químicos. [28] También se ha demostrado que las nanoburbujas son efectivas para aumentar el metabolismo de los organismos vivos, incluidas las plantas. [26] En lo que respecta a la oxidación, las nanoburbujas son conocidas por generar especies reactivas de oxígeno, lo que les confiere propiedades oxidativas que superan al peróxido de hidrógeno. [25] Los investigadores también han propuesto las nanoburbujas como una alternativa poco química a los oxidantes de base química como el cloro y el ozono. [26] [27]

Referencias

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