Aktive Blasen haben Potenzial in Bereichen von der Wasserreinigung bis zur Medizin. Forscher können Mikrobläschen erzeugen, indem sie Flüssigkeiten hochintensiven Ultraschallwellen aussetzen, einem Prozess, der als Beschallung bekannt ist. Diese Energiewellen erhitzen und setzen die Bläschen unter Druck. Wenn beispielsweise Blasen im Wasser durch Ultraschallwellen adiabatisch kollabieren, erreicht die Temperatur im Inneren der Blasen mehr als mehrere tausend Grad und der Druck mehrere hundert Atmosphären.
Diese Blasen werden aktive Blasen oder akustische Blasen genannt. Forscher der Osaka Metropolitan University haben nun Schlüsselindikatoren zur Beurteilung der chemischen Aktivität und Temperatur dieser Mikrobläschen gefunden.
Die von Professor Kenji Okitsu von der Graduate School of Sustainable Systems Science geleitete Gruppe zeigte, dass die Menge an Wasserstoff bei der Beschallung von Wasser ein wichtigerer Indikator für die chemische Aktivität von akustischen Blasen ist als Wasserstoffperoxid bei der thermischen Zersetzung von Wasser .
Das Team führte auch Experimente mit einer wässrigen Lösung durch T-Butanollösung (tertiärer Alkohol) zur Untersuchung der Temperatur und Anzahl der aktiven Blasen, die bei Einwirkung von Ultraschallwellen entstehen. Mit zunehmender Temperatur der Lösung und steigender Konzentration der anorganischen Salze sank die Temperatur der aktiven Blasen und die Anzahl der erzeugten aktiven Blasen nahm ab.
„Unsere Forschung liefert neue Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Blasentemperatur und chemischer Aktivität“, erklärte Professor Okitsu. „Wenn die Eigenschaften aktiver Blasen klarer werden, wird eine präzisere Steuerung chemischer Reaktionen möglich. Wir freuen uns auf weitere Anwendungen und Fortschritte in der Wasserreinigungstechnologie und Nanotechnologie, wie zum Beispiel der Zersetzung persistenter organischer Schadstoffe und der Synthese hochfunktioneller, hochwertige Produkte – hinzugefügte Nanomaterialien.“
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Ultraschall-Sonochemie.
