Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

Nanobubbles bliver genstand for et stigende antal Study

Published on June 2, 2009 at 7:54 AM

Trods indledende skepsis, er accept af eksistensen og særlige egenskaber nanobubbles nu voksende og deres dannelse og egenskaber er nu ved at blive genstand for en stigende mængde af studier, især i Japan. NanoSight viser sig at være den foretrukne metode for deres undersøgelse.

På grund af den formodede meget højt tryk i bobler af en sådan lille størrelse og krumningsradius og dermed en høj overfladespænding, konventionelle beregninger viser, at gas bør være "presses ud" af nanobubbles inden for mikrosekunder. Men det er nu klart, at under de rette betingelser sådanne bobler kan både form frit og forblive stabil i længere perioder, nogle gange mange måneder. Forklaringer til bare, hvorfor sådanne strukturer er så stabile er fokus på rollen som counter-ioner danner lag på nanobubbles overflade, som hjælper med at forklare hævder, at de tilsyneladende udgør kun ved tilstedeværelse af salte.

Kaneo Chiba og Masayoshi Takahashi af Japans berømte AIST forskningscenter har vist, at tilstedeværelsen af ​​elektrolytter og med den rigtige fysiske stimulus, kan stabil nanobubbles dannes fra konventionel mikrobobler. Sidstnævnte har en tendens til enten at smelte sammen til store kraftige bobler, der flyder væk eller som kollapse under intense overfladespænding afledte presset til det punkt, de forsvinde som forudsagt af teorien. Tilsætningen af ​​salt (elektrolytter), men menes at forårsage dannelsen af ​​en kontra-ion-skærm omkring nanobubbles som effektivt blokerer muligheden af ​​gasser i nanobubbles at diffuse ud. Dette blev bekræftet ved elektroforese studier, hvor Zeta potentiale nanobubbles viste sig at være relateret til nanobubbles stabilitet.

Desuden har professor William Drucker fra University of Melbourne også brugt infrarød spektroskopi til at vise, at presset af gas i en sådan nanobubbles ikke er væsentligt højere end det atmosfæriske, måske forklare deres stabilitet og modstandsdygtighed over for kollaps.

Der findes en lang række af de foreslåede anvendelser af nanobubbles og interesse for deres anvendelse er i hastig vækst. Når dannet af ozon stabiliseret og elektrolyt, desinfektion og sterilisering er muligt for mange måneder med et stort potentiale i bevarelsen af ​​fødevarer og i medicinske applikationer som et attraktivt alternativ til klor baserede metoder.

Ilt nanobubbles har været impliceret i forebyggelsen af ​​åreforkalkning ved hæmning af mRNA ekspression induceres af cytokin stimulering hos rotter aorta cellelinjer.

Når dannet i væsker i kapillærerne, har nanobubbles vist sig i høj grad at forbedre flydende flow egenskaber. De er også blevet foreslået som kontraststoffer i scanning teknikker samt rengøringsmidler i silicium fremstillingsprocesser.

Endelig er et nyt felt for drug delivery applikationer aktivt forsket i hvilken nanobubbles spille en aktiv rolle om detaljerne i denne meget hemmelighedsfulde (og derfor vigtigt?) Felt er svære at finde. Men rapporteret i Reuters, Natalya Rapoport fra University of Utah Institut for Bioengineering bruger nanobubbles med kemoterapi narkotika doxorubicin opsøge kræft tumorer og samles, når sprøjtes ind i blodbanen. "Disse nanobubbles ikke trænge normale blodkar, men de gør trænge blodkar i tumoren," siger Rapoport, hvis undersøgelse vises i Journal of National Cancer Institute. Når i tumor, de nanobubbles kombinere til at danne større "mikrobobler", som kan ses på en ultralydsscanning. "Når disse bobler ophobes, jeg giver stærke ultralyd stråling til svulsten til at blæse dem op," sagde hun i et telefoninterview. "Så det stof kommer ud af disse bobler lokalt på tumor."

Hos mus blev nanobubbles mere effektiv til at blokere for tumor vækst end andre nanopartikel levering metoder.

I en tidligere undersøgelse viste Kikuchi et al (2001), at hydrogen nanobubbles dannelsen var relateret til påvirkning af elektrolyse betingelser på brint indhold og diameter distribution af brint nanobubbles. De analyserede nanobubbles af dynamiske lysspredning (DLS). Der blev dog i en nylig undersøgelse af dannelse og karakterisering af nanobubbles i vand af en stor farmaceutisk virksomhed i Japan, koncentrationen af ​​nanobubbles i en mekanisk dannet suspension af nanobubbles vist sig at være meget lav (<107/ml), en fusion, der ville være for lav for en meningsfuld analyse af DLS. Selvfølgelig var analyse Electron Microscopy ikke muligt på grund af det vakuum der kræves for EM studier. NanoSight viste sig at være velegnet til sådanne analyser og i en blind eksperiment, hvor tre prøver af nanobubbles opslæmninger indeholdende høj, lav og nul antal nanobubbles blev testet i to eksemplarer, NanoSight resultater blev fundet, der passer nøjagtigt forudsagt dem. Nedenstående graf viser de resultater, hvor prøvetype A (serie 1 og 6) indeholdt en høj koncentration af nanobubbles, prøve B (Serie 3 og 5) indeholdt lav koncentration af nanobubbles og prøve C (Serie 2 og 4) var kontrol blanks. Det skal bemærkes, at NanoSight tillader koncentration af nanobubbles pr mængde, der skal vurderes såvel som størrelse og størrelsesfordeling.

I et nyere projekt, har Ichiro Otsuka (2008) af Ohu University, Japan studerede mulige rolle nanobubbles i ultra-høj fortyndede prøver af aktive stoffer, hvor fænomenet succussion anses for relevant. Han brugte NanoSight teknologi til at undersøge nanobubbles dannelse og koncentration i flere detaljer end det var muligt ved hjælp af en electrozone (Coulter) metoden eller konventionel DLS.

Kenji Kikuchi, Hiroko Takeda, Beatrice Rabolt, Takuji Okaya, Zempachi Ogumi, Yasuhiro Saihara og Hiroyuki Noguchi (2001) Hydrogen partikler og overmætning i alkaliske vand fra analkali-ion-vand electrolyzer, Journal of Electroanalytical Kemi, P1-6

Ichiro Otsuka (2008) Effekt på 1:2 vandig fortynding på O2 nanobubbles i en 0,1 M Na2CO3 løsning, Proc det 59. årsmøde i International Society of Elektrokemi, 07-12 September, 2008, Sevilla, Spanien; S10-P-062 , p139

Last Update: 9. October 2011 23:03

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit