Nanotecnologia

Nanobolhas que não deveriam existir começam a ser compreendidas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/12/2008

Nanobolhas que não deveriam existir começam a ser comprendidas
Esquema do fluxo gasoso para o interior e para o exterior da nanobolha e os elementos que permitem o cálculo de suas dimensões.[Imagem: Lohse/Brenner]

As nanobolhas - bolhas de ar medindo apenas alguns nanômetros de diâmetro - que se formam sobre as superfícies submersas, não deveriam existir. Devido à enorme pressão a que estão sujeitas, elas deveriam desaparecer quase instantaneamente, durando no máximo alguns microssegundos.

Isso, é claro, segundo as teorias atuais. Mas uma teoria - também conhecida como "explicação científica" - contém uma visão da realidade com os melhores "óculos" que a ciência possui a cada momento. É por isso que as teorias estão sempre mudando, porque a ciência consegue ver cada vez mais fundo, criando técnicas e equipamentos de medição e visualização, além de novas formas de entendimento, para enxergar partes da realidade que ainda não haviam se revelado aos olhos e à compreensão do homem.

Equilíbrio gasoso

É isto o que estão fazendo pesquisadores da Universidade de Twente, na Holanda, com relação às nanobolhas que insistem em aparecer, e durar muito, ainda que as teorias atuais digam que elas não deveriam nem mesmo existir.

Os professores Detlef Lohse e Michael Brenner descobriram que surge um equilíbrio entre o gás que deixa continuamente a bolha em direção à água ao seu redor e o gás que flui da água para a bolha.

A técnica é tão precisa que é possível até mesmo calcular as dimensões da nanobolha onde isto acontece. Os pesquisadores já desenvolveram técnicas para estimular a formação das nanobolhas. Ou seja, agora sabemos como criar as nanobolhas que não deveriam sequer existir com base unicamente no conhecimento anterior.

Aplicações industriais

A descoberta está longe de ser uma mera curiosidade científica. Os líquidos fluem de forma mais fácil, mais rápida e com um menor consumo de energia ao longo das superfícies cobertas por bolhas.

Esta linha de pesquisas deverá resultar em técnicas para melhorar o fluxo dos líquidos no interior de canos e dutos, com um grande potencial de economia de energia em inúmeros processos industriais e até mesmo na distribuição de combustíveis e de água.

Dúvidas sobre as leis da termodinâmica

O equilíbrio entre o fluxo de gás que entra e o fluxo de gás que sai das nanobolhas ocorre principalmente onde o líquido toca uma superfície hidrofóbica. Nesta área, há uma maior concentração de gases dissolvidos na água, que são atraídos pela superfície hidrofóbica, otimizando a formação das bolhas.

Contudo, conforme a Segunda Lei da Termodinâmica, este deveria ser um equilíbrio instável, caracterizando uma fase de transição.

Como os pesquisadores verificaram que as nanobolhas podem durar de horas até dias, eles agora querem descobrir porque elas duram tanto e o que as faz entrar em colapso. "Será que o equilíbrio é mesmo instável," perguntam eles (veja também Terceira Lei da Termodinâmica pode ter falha, diz cientista).

Bibliografia:

Dynamic Equilibrium Mechanism for Surface Nanobubble Stabilization
Detlef Lohse, Michael Brenner
Physical Review Letters
Vol.: 101, 214505 (2008)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.214505
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