ساخت نخستین حباب‌های نانومقیاس با طول عمر بالا

مهندسانی از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد توانسته‌اند تا با
استفاده از مخلوط‌کن‌های آشپزخانه، برای نخستین بار حباب‌های نانومقیاسی با طول عمر
بالا بسازند. این حباب‌‌ها که از کفی ساخته می‌شود که‌ از ادغام شیره گلوکز،
استئاراتِ ساکاروز و آب به وجود آمده، طول عمری بیش از یک سال دارند.

ایده این تحقیق ـ که به سرپرستی هاوارد استون انجام شده‌است ـ از یک سخنرانی
کنفرانسی دکتر رودنی بی در ارتباط با کف‌ها اخذ شده‌است. بی، شیمی‌دان بازنشسته
Unilever، در بررسی‌های خود توانسته بود شکل غیر معمولی از حباب را تولید کند و
تصویر آن را در ارائه کنفرانس خود نمایش دهد. سطح این حباب با صفحات کوچک منظمی از
پنج‌وجهی‌ها، شش‌وجهی‌ها و هفت‌وجهی‌هایی پوشیده شده بود که با یکدیگر تلاقی کرده
بودند(همانند ساختار موجود روی یک توپ فوتبال). عرض هر یک از وجوه از ۵۰ نانومتر
تجاوز نمی‌کرد.

حباب‌های کوچکی در آن مقیاس هیچ‌گاه زیاد عمر نمی‌کنند و کشش سطحی موجب می‌شود که
فوراً نابود شوند. حباب‌های کوچک‌تر کشش سطحی بزرگ‌تری دارند و فشار گاز آنها بیشتر
از حباب‌های بزرگ است؛ در نتیجه حباب‌های بزرگ‌تر معمولاً با یکی ‌شدن چند حباب
کوچک‌تر ـ که طول عمر بسیار کوتاهی دارند ـ به وجود می‌آیند. استون در این‌باره
گفت:«من از وی پرسیدم که چگونه کف‌های خود را ایجاد کرده‌است، وی پاسخ داد که این
کار را با استفاده از یک مخلوط‌کن معمولی آشپزخانه انجام داده‌است. من هم فردای آن
روز برای آزمایشگاه خود یک مخلوط‌کن آشپزخانه خریدم».

مطالعات تجربی‌ای که از سوی امیلی‌ در‌سایر، دانشجوی تحصیلات تکمیلی با همکاری
محققانی از Unilever، انجام شد، نشان داد که اگر حباب‌ها با یک مخلوط سورفکتانت
انتخابی پوشش داده شوند، مولکول‌های سورفکتانت کریستالیزه‌ شده، لایه‌های تقریباً
نفوذناپذیری را بر روی سطوح حباب ایجاد می‌کنند. پوسته‌های حاصله دارای
الاستیسیته‌ای هستند که به آنها امکان می‌دهد تا با گذشت زمان، به شکل قابل توجهی
بر روی یک الگوی منظم و پایدار خم شوند. اندازه‌گیری‌هایی که برای تعیین پایداری
میکروحباب انجام گرفت، بیش از یک سال طول کشید و ساختار حباب‌ها در کل این مدت بدون
عیب باقی ماند.

این محققان اظهار داشتند که کاربردهای آینده این میکروحباب‌ها می‌تواند به شکل قابل
توجهی طول عمر محصولات گاز-مایع معمولی را ـ که به‌سرعت تجزیه و فاسد
می‌گردند(همانند عامل‌های کنتراست برای تصویربرداری فراصوتی) ـ افزایش دهند.

نتایج این تحقیق در نشریه Science به چاپ رسیده‌است.