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Nanoburbujas convirtiendo en objeto de una creciente cantidad de estudios

Published on June 2, 2009 at 7:54 AM

A pesar del escepticismo inicial, la aceptación de la existencia y las propiedades especiales de nanoburbujas está creciendo y su formación y características se están convirtiendo en objeto de una creciente cantidad de estudios, especialmente en Japón. NanoSight resulta ser el método de elección para su estudio.

Debido a la presión supone muy alto dentro de las burbujas de un tamaño tan pequeño y radio de curvatura y la tensión superficial por lo tanto de alta, los cálculos convencionales indican que el gas debe ser "exprimido" de la nanoburbujas de microsegundos. Sin embargo, ahora está claro que en las condiciones adecuadas tales burbujas puede tanto crear libremente y permanecer estable de períodos de tiempo prolongados, a veces durante muchos meses. Explicaciones acerca de por qué estas estructuras son tan estables se están centrando en el papel de contra-iones formando capas en la superficie nanoburbujas, que ayuda a explicar afirma que al parecer sólo se forman en presencia de sales.

Kaneo Chiba y Masayoshi Takahashi de Japón famoso centro de investigación AIST han demostrado que en presencia de electrolitos y con el estímulo físico correcto, nanoburbujas estables pueden formar a partir de micro-burbujas convencionales. Estos últimos tienden a cualquiera a unirse a las grandes burbujas flotantes que flotar o que se desploman bajo la superficie de intensa tensión derivada de la presión hasta el punto de que desaparezcan como predice la teoría. La adición de sal (electrolitos), sin embargo, se cree que causa la formación de una pantalla contra-ión en todo nanoburbujas que efectivamente bloquea la capacidad de los gases dentro de la nanoburbujas que se difunden. Esto fue confirmado por los estudios de electroforesis en el que se demostró el potencial zeta de nanoburbujas estar relacionado con la estabilidad de nanoburbujas.

Por otra parte, el profesor William Drucker de la Universidad de Melbourne también ha utilizado la espectroscopia de infrarrojos para demostrar que la presión del gas dentro de nanoburbujas no es significativamente mayor que la atmosférica, tal vez explique su estabilidad y resistencia al colapso.

Existe una amplia gama de aplicaciones propuestas de nanoburbujas e interés en su uso está creciendo rápidamente. Cuando se formó a partir de la capa de ozono y el electrolito estabilizado, desinfección y esterilización es posible que durante muchos meses con un gran potencial en la conservación de los alimentos y en aplicaciones médicas, como una atractiva alternativa a las metodologías basadas en el cloro.

Nanoburbujas oxígeno se han implicado en la prevención de la arteriosclerosis por la inhibición de la expresión del ARNm inducida por la estimulación de citocinas en las líneas de células de rata aorta.

Cuando se forma en los líquidos en los capilares, nanoburbujas se ha demostrado que mejorar en gran medida las características de flujo del líquido. También han sido propuestos como agentes de contraste en técnicas de exploración, así como agentes de limpieza en los procesos de fabricación de silicio.

Finalmente, un nuevo campo de aplicaciones de administración de fármacos se está investigando activamente en el que nanoburbujas desempeñar un papel activo aunque los detalles de este gran secreto (y por lo tanto es importante?) Sobre el terreno son difíciles de conseguir. Sin embargo, informó de Reuters, Natalia Rapoport de la Universidad de Utah Departamento de Bioingeniería es utilizar nanoburbujas con la doxorrubicina, un medicamento de quimioterapia buscar los tumores de cáncer y se reúnen cuando se inyecta en el torrente sanguíneo. "Estos nanoburbujas no penetran en los vasos sanguíneos normales, pero que no penetran los vasos sanguíneos en el tumor", dijo Rapoport, cuyo estudio fue publicado en el Journal of the National Cancer Institute. Una vez en el tumor, la nanoburbujas se combinan para formar grandes "microburbujas", que se puede ver en una ecografía. "Cuando estas burbujas se acumulan, yo doy la radiación de ultrasonidos fuerte para el tumor para volar", dijo en una entrevista telefónica. "Entonces, la droga sale de estas burbujas en destino, en el sitio del tumor."

En ratones, la nanoburbujas fueron más efectivos en el bloqueo de crecimiento de los tumores que otros métodos de nanopartículas de entrega.

En un estudio anterior, Kikuchi et al (2001) mostraron que el hidrógeno formación nanoburbujas estaba relacionado con la influencia de las condiciones de electrólisis en el contenido de hidrógeno y la distribución del diámetro de nanoburbujas hidrógeno. Se ha analizado la nanoburbujas por dispersión de luz dinámica (DLS). Sin embargo, en un reciente estudio de la formación y la caracterización de nanoburbujas en el agua por una importante compañía farmacéutica en Japón, la concentración de nanoburbujas en una suspensión mecánica formada por nanoburbujas se encontró que era muy baja (<107/ml), una concentración que sería demasiado bajo para un análisis significativo de DLS. Por supuesto, el análisis por microscopía electrónica no fue posible por el vacío necesario para los estudios de EM. NanoSight ha demostrado ser ideal para este tipo de análisis y en un experimento a ciegas, en la que tres muestras de suspensiones nanoburbujas contiene un gran número, bajo y cero de nanoburbujas fueron probados en los resultados duplicados, NanoSight se encontró que coincidir exactamente con los previstos. El siguiente gráfico muestra los resultados en los que el tipo de muestra A (Series 1 y 6) contenía altas concentraciones de nanoburbujas, la muestra B (Serie 3 y 5) la concentración de contenidos bajos de nanoburbujas y la muestra C (Serie 2 y 4) fueron blanco de control. Cabe señalar que NanoSight permite la concentración de nanoburbujas por unidad de volumen que se estima que así como el tamaño y distribución de tamaño.

En un proyecto más reciente, Ichiro Otsuka (2008) de la Universidad de Ohu, Japón ha estudiado el posible papel de nanoburbujas en ultra-alta muestras diluidas de agentes activos en los que se considera el fenómeno de la sucusión a relevantes. Se utilizó la tecnología para examinar la formación de NanoSight nanoburbujas y la concentración con más detalle que era posible con un electrozone (Coulter) método o DSL convencional.

Kenji Kikuchi, Takeda Hiroko, Rabolt Beatrice, Okaya Takuji, Ogumi Zempachi, Yasuhiro Saihara y Noguchi Hiroyuki (2001) las partículas de hidrógeno y la sobresaturación de agua alcalina de analkali-ion-electrolizador de agua, Revista de Química electroanalíticos, p1-6

Ichiro Otsuka (2008) Efecto de las 01:02 dilución acuosa de nanoburbujas O2 en 0,1 M de solución de Na2CO3, Proc La 59 ª Reunión Anual de la Sociedad Internacional de Electroquímica, sept 7 a 12, 2008, Sevilla, España; s10-P-062 , P139

Last Update: 10. October 2011 10:16

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