أنتج المهندسون فقاعات نانوية مستدامة لأول مرة

أنتج مهندسون من كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد، لأول مرة، فقاعات نانوية مستدامة - فقاعات كانت مستقرة لأكثر من عام كامل * ومن بين التطبيقات الممكنة التطبيقات - لإدخال الجسيمات النانوية في صناعة مستحضرات التجميل

بمساعدة الخلاطات المنزلية، أنتج مهندسون من كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد، ولأول مرة، فقاعات نانوية مستدامة - فقاعات كانت مستقرة لأكثر من عام كامل - من مجموعة من الرغوة من خليط الجلوكوز شراب، ستيرات السكروز والماء. تم نشر بحثهم في عدد 30 مايو من مجلة Science المرموقة.

نشأ البحث، الذي قاده هوارد ستون، من محاضرة في مؤتمر حول الرغاوي ألقاها الدكتور رودني بي، وهو كيميائي فيزيائي متقاعد من شركة يونيليفر في عام 2005. وكان بي، الذي كان يختبر وصفات الآيس كريم في الشركة التجارية، مهتمًا بإيجاد طرق لإطالة العمر الافتراضي للرغوات والمخاليط الأخرى المحتوية على الغازات مثل الآيس كريم. وتمكن من إنشاء نوع فريد من الفقاعات خلال بحثه، وأدرج صورتها في محاضرته.

كان ستون، أستاذ الهندسة والرياضيات التطبيقية، من بين الحضور عندما قدم بي صورة فقاعة ميكرومترية ذات هندسة متعددة الأضلاع منتظمة للغاية. على سطح الفقاعة كانت هناك مناطق غير منتظمة مرئية من الأشكال الخماسية والسداسية والسباعية التي شكلت معًا هيكلًا يشبه كرة القدم. لم يتجاوز حجم أي من الشعر المستعار خمسين نانومترًا. "إن الفقاعات بهذه الأحجام الصغيرة لم تطيل عمرها أبدًا بسبب التوتر السطحي لسطحها - لقد انهارت واختفت على الفور تقريبًا.

يقول ستون: «كانت الصورة التي ظهرت على الشاشة في هذا المؤتمر غير عادية». "كان من المستحيل؛ لقد اعتقدنا جميعًا أن ذلك غير ممكن على الإطلاق". تحتوي الفقاعات الصغيرة على توتر سطحي أكبر وضغط غاز داخلي أعلى من الفقاعات الأكبر حجمًا. ونتيجة لذلك، عادة ما يتم الحصول على فقاعات أكبر على حساب الفقاعات الصغيرة، والتي لها عمر افتراضي قصير للغاية. "سألته كيف تمكن من صنع الرغوة الخاصة به، فأجاب أنه يستخدم خلاطًا منزليًا عاديًا. "في اليوم التالي ذهبت واشتريت هذا الخلاط لمختبراتنا"، يوضح ستون.

وفي دراسة أجريت بالتعاون مع علماء الشركة التجارية، تم اكتشاف أنه عندما تم طلاء الفقاعات بخليط محدد للغاية من المواد الخافضة للتوتر السطحي، تبلورت هذه فوق الفقاعة وشكلت غلافًا غير قابل للاختراق تقريبًا. تتمتع الأصداف الناتجة بمرونة كافية تسمح لها بالانحناء وترتيب نفسها في هياكل مستقرة. تجاوز قياس زمن ثبات هذه الفقاعات الدقيقة أكثر من عام وتم الحفاظ على سلامتها الهيكلية طوال هذه الفترة. لاحظ الباحثون أن التطبيقات المستقبلية لمثل هذه الفقاعات الدقيقة يمكن أن تحسن بشكل كبير العمر الافتراضي للمنتجات الرغوية الشائعة التي تخضع للتحلل السريع، مثل تلك المستخدمة في مستحضرات التجميل وعوامل التباين للتصوير الطبي.

لإشعار الباحثين