Nanobubbles seja objecto de uma quantidade crescente de Estudo

Published on June 2, 2009 at 7:54 AM

Apesar do ceticismo inicial, a aceitação da existência e propriedades especiais de nanobubbles está crescendo e sua formação e características estão agora se tornando o assunto de uma quantidade crescente de estudo, especialmente no Japão. NanoSight prova ser o método de escolha para seu estudo.

Devido à pressão supostamente muito alta dentro de bolhas de pequeno tamanho tal e raio de curvatura e tensão superficial, assim, alto, cálculos convencionais mostram que o gás deve ser "pressionado para fora" da nanobubbles dentro de microssegundos. No entanto, é agora claro que sob as condições certas bolhas tanto pode formar livremente e permanecer estável de longos períodos de tempo, às vezes muitos meses. Explicações sobre o porquê de tais estruturas são tão estáveis ​​estão focando o papel de contra-íons formando camadas na superfície nanobubbles, que ajuda a explicar afirma que eles aparentemente única forma, na presença de sais.

Kaneo Chiba e Masayoshi Takahashi do famoso centro do Japão AIST pesquisas têm mostrado que na presença de eletrólitos e com o estímulo físico correto, nanobubbles estável pode ser formado a partir de microbolhas convencional. Os últimos tendem a quer para grandes bolhas coalescem para flutuante que flutua para longe ou que entrar em colapso sob intensa pressão de superfície de tensão derivado ao ponto de eles desaparecem, como previsto pela teoria. A adição de sal (eletrólitos) no entanto, é pensado para causar a formação de uma tela de contra-íon em torno nanobubbles que efetivamente bloqueia a capacidade de gases dentro da nanobubbles difundir para fora. Isto foi confirmado por estudos de eletroforese em que o potencial zeta de nanobubbles mostrou-se relacionada à estabilidade nanobubbles.

Além disso, o professor William Drucker, da Universidade de Melbourne também usou a espectroscopia infra-vermelho para mostrar que a pressão de gás dentro nanobubbles tal não é significativamente maior do que atmosférica, o que talvez explique a sua estabilidade e resistência ao colapso.

Existe uma ampla gama de aplicações propostas de nanobubbles e interesse em seu uso está crescendo rapidamente. Quando formado a partir de ozônio e de eletrólitos estabilizado, desinfecção e esterilização é possível para muitos meses com grande potencial na preservação dos alimentos e em aplicações médicas como uma alternativa atraente ao cloro metodologias baseadas.

Nanobubbles oxigênio têm sido implicados na prevenção da arteriosclerose pela inibição da expressão do mRNA induzida por estimulação de citocinas em linhas de células de ratos aorta.

Quando formados em líquidos nos capilares, nanobubbles foram mostrados para melhorar significativamente as características do fluxo líquido. Eles também têm sido propostas como agentes de contraste em técnicas de exploração, bem como agentes de limpeza nos processos de fabricação de silício.

Finalmente, um novo campo de aplicações entrega da droga está sendo ativamente pesquisado em que nanobubbles desempenhar um papel activo que detalhes desta altamente secreta de campo (e, portanto, importante?) São difíceis de encontrar. No entanto, relatou na Reuters, Natalya Rapoport, da Universidade de Utah Departamento de Bioengenharia está usando nanobubbles com a droga quimioterápica doxorrubicina buscar tumores de câncer e se reúnem, quando injetadas na corrente sanguínea. "Esses nanobubbles não penetram vasos sanguíneos normais, mas eles fazem penetrar vasos sanguíneos no tumor", disse Rapoport, cujo estudo aparece no Journal of the National Cancer Institute. Uma vez no tumor, o nanobubbles se combinam para formar maior "microbolhas", que pode ser visto em um ultra-som. "Quando essas bolhas se acumulam, eu dou a radiação ultra-som forte para o tumor para explodi-los", disse ela em entrevista por telefone. "Então, a droga sai destas bolhas localmente no local do tumor."

Em camundongos, o nanobubbles foram mais eficazes em bloquear o crescimento do tumor do que outros métodos de prestação de nanopartículas.

Em um estudo anterior, Kikuchi et al (2001) mostrou que a formação de hidrogênio nanobubbles estava relacionado com a influência das condições de eletrólise sobre o teor de hidrogênio ea distribuição de diâmetro de nanobubbles hidrogênio. Eles analisaram o nanobubbles por espalhamento de luz dinâmico (DLS). No entanto, em um estudo recente da formação e caracterização de nanobubbles em água por uma grande empresa farmacêutica do Japão, a concentração de nanobubbles em uma suspensão mecânica formada por nanobubbles foi encontrado para ser muito baixa (<107/ml), uma concentração que seria muito baixo para uma análise significativa de DLS. É claro, a análise por microscopia eletrônica não foi possível por causa do vácuo necessário para estudos de EM. NanoSight mostrou-se ideal para tais análises e em um experimento cego, em que três amostras de suspensões nanobubbles contendo números altos, baixos e zero de nanobubbles foram testadas em duplicata, NanoSight resultados foram encontrados para corresponder exatamente aqueles previstos. O gráfico abaixo mostra os resultados em que tipo de amostra A (Série 1 e 6) continha alta concentração de nanobubbles, amostra B (Série 3 e 5) concentração contidas baixo de nanobubbles e amostra C (Série 2 e 4) foram em branco controle. Note-se que NanoSight permite a concentração de nanobubbles por unidade de volume a ser estimado bem como o tamanho e distribuição de tamanho.

Em um projeto mais recente, Ichiro Otsuka (2008) de Ohu University, no Japão tem estudado o possível papel da nanobubbles em ultra-alta amostras diluídas de agentes ativos em que o fenômeno da sucussão é considerado relevante. Ele usou a tecnologia para examinar NanoSight nanobubbles formação e concentração em mais detalhe do que foi possível através de um método electrozone (Coulter) ou DLS convencional.

Kenji Kikuchi, Hiroko Takeda, Beatrice Rabolt, Takuji Okaya, Zempachi Ogumi, Yasuhiro Saihara e Hiroyuki Noguchi (2001) partículas de hidrogênio e supersaturação em água alcalina da analkali-ion de água eletrolisador, Jornal de Química Eletroanalítica, p1-6

Ichiro Otsuka (2008) Efeito da diluição 1:02 em solução aquosa nanobubbles O2 em uma solução 0,1 M Na2CO3, Proc Encontro 59 Anual da Sociedade Internacional de Eletroquímica, 07-12 setembro de 2008, Sevilha, Espanha; s10-P-062 , P139

Last Update: 9. October 2011 23:00

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