اصلاح حباب‌ها در نانومقیاس

نانوحباب‌هایی که می‌توانند بر روی سطوح زیر آب تشکیل شوند، دانشمندان را گیج کرده‌اند. بر اساس پیش‌بینی‌ها حباب‌ها نباید ایجاد شوند؛ اما آنها چندین ساعت عمر می‌کنند. اخیراً دکتر شانگجیونگ یانگ از دانشگاه تونت در هلند، موفق به اصلاح فرایند تولید این حباب‌ها شده‌است و به این شکل گامی در جهت حل معمای مذکور برداشته‌است. به کمک این کشف، می‌توان از حباب‌ها در کاربردهایی چون کاهش مقاومتِ سیال استفاده کرد.

نانوحباب‌هایی که می‌توانند بر روی سطوح زیر آب تشکیل شوند، دانشمندان را گیج کرده‌اند. بر اساس پیش‌بینی‌ها حباب‌ها نباید ایجاد شوند؛ اما آنها چندین ساعت عمر می‌کنند. اخیراً دکتر شانگجیونگ یانگ از دانشگاه تونت در هلند، موفق به اصلاح فرایند تولید این حباب‌ها شده‌است و به این شکل گامی در جهت حل معمای مذکور برداشته‌است. به کمک این کشف، می‌توان از حباب‌ها در کاربردهایی چون کاهش مقاومتِ سیال استفاده کرد.
غوطه‌ور شدن یک ماده دافع ِآب، در آب، منج به تشکیل نانوحباب‌ها در سطح آن تشکیل می‌شود. نانوحباب‌ها، حباب‌های بسیار کوچک هوا هستند که قطر آنها ۵۰ تا ۲۰۰ نانومتر، و ضخامتشان ۵ تا ۲۰ نانومتر است. این حباب‌ها آنقدر کوچکند که حتی با یک میکروسکوپ معمولی قابل‌مشاهده نیستند و به همین دلیل، تا چند سال پیش کشف نشده بودند.
طبق نظریه‌های کنونی، این حباب‌ها به ‌هیچ ‌وجه نباید در عالم واقعی وجود داشته باشند؛ زیرا فشارِ درون آنها آن چنان بزرگ است که باید گاز داخلشان در عرض کسری از ثانیه به بیرون پرتاب شود. هنوز دلیلی برای سالم ‌ماندن حباب‌ها برای چند ساعت یافت نشده‌است. اگر امکانی برای اصلاح فرایند تشکیل و اصلاح خصوصیات این حباب‌ها فراهم آید، می‌توان آنها را در دسته وسیعی از کاربردها به کار گرفت؛ به‌عنوان مثال، مقاومت اصطکاکی مایعاتِ سیال به‌وسیله این حباب‌ها کاهش می‌یابد؛ از این رو می‌توان از این مایعاتِ حباب‌دار به‌عنوان یک روانکار در کانال‌های فوق‌العاده باریک استفاده کرد. این مایعات در ساخت «آزمایشگاه‌هایی بر روی یک تراشه»(آزمایشگاه‌هایی که کل مجموعه آنها در ابعاد یک تراشه است) عملاً مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، پیش از اینکه این حباب‌ها در این کاربرد استفاده شوند، باید ویژگی‌های آنها و محل تشکیلشان را به شکل دقیق‌تری بررسی کرد.
یانگ نشان داد که الکترولیز، یک روش قابل ‌اعتماد برای کنترل تولید نانوحباب‌هاست. وی توانست تا از طریق اعمال یک ولتاژ، راهی برای اثرگذاری بر روی اندازه و فرایند تشکیل این حباب‌ها بیابد، همچنین تحقیقاتی بر روی چندین خصوصیت بنیادی این حباب‌ها انجام داد. وی که برای انجام تحقیقات خود از یک AFM استفاده کرده، تأاثیر دما، غلظت گاز، صافی سطح و تصحیحات سطحی را بر روی فرایند تشکیل حباب بررسی کرده‌است.
یانگ در این تحقیق(که تحقیق دکترای وی بوده‌است) با گروه‌های تخصصی فیزیک سیالات و فیزیک حالت‌جامد در دانشکده علوم کاربردی دانشگاه تونت همکاری کرده‌است.