تقنية الفقاعات الفاخرة هي تقنية مبتكرة ومثيرة لها تطبيقات محتملة في العديد من الصناعات

غالبًا ما تسمى الفقاعات فائقة الدقة بفقاعات النانو في الواقع ، لا تتوافق الفقاعة النانوية مع تعريف الجسيمات النانوية ، لذلك يطلق عليها رسميًا الفقاعات فائقة الدقة. الفقاعات عبارة عن تجاويف مملوءة بالغاز في الماء ، وعمر الفقاعة قصير على الأكثر لبضع دقائق ، فقط الفقاعات فائقة الدقة تكون ثابتة لفترات أطول مثل الأشهر ، وهذا يجعلها مميزة للغاية ويمكننا من تغيير خصائص ماء. هذا يفتح باب الابتكار للزراعة وتجهيز الأغذية والتنظيف والتطبيقات الطبية. الفقاعات في كل مكان من حولنا ، في أطعمتنا ، والبيرة ، ومشروبات البوب ، والخبز والجبن ، ولكن أيضًا في أحجار منزلنا. المحيط هو أكبر مولد للفقاعات في العالم ، عندما تشم رائحة المحيط ، تشم رائحة الفقاعات المنفجرة وعندما تمشي على الشاطئ تجعل الفقاعات المنفجرة شعرك لزجًا وتعطي نظارتك الشمسية طبقة دهنية. على الحدود ، هناك أشياء جديدة ممكنة ، هذه هي المنطقة التي تنتقل فيها من جانب إلى آخر ، وهذا ينطبق بشكل خاص على الفقاعات حيث تنتقل من غاز إلى طور سائل ، كان هذا كل السحر في الماء يحدث.

في عالم الفقاعات، نميز الأحجام المختلفة، أكبرها ملي الفقاعات ثم تليها الفقاعات الدقيقة والأصغر نسميها الفقاعات فائقة الدقة. تتكون الفقاعات من ثلاثة مكونات رئيسية غاز ، سائل وقشرة وهي مرحلة مائية بين الغاز والسائل. يعتمد تكوين الفقاعات والخصائص الميكانيكية للفقاعات الدقيقة على خاصية مادة الغلاف. الفقاعات فائقة الدقة عبارة عن فقاعات غاز صغيرة في سوائل يبلغ قطرها في الغالب أقل من 200 نانومتر ولها العديد من الخصائص الفيزيائية الفريدة. يبلغ قطر شعرة الإنسان حوالي 180 ألف نانومتر وهو عامل أكبر بمقدار 900 نانومتر. تظل الفقاعات فائقة الدقة ثابتة في الماء لفترة طويلة بسبب مساحة سطحها سالبة الشحنة ، حيث تزداد الفقاعات الملي في الحجم وترتفع بسرعة وتنفجر عند سطح الماء أو تذوب الفقاعات الدقيقة في الماء قبل الوصول إلى السطح. إلى جانب ذلك ، فإن الضغط الداخلي للفقاعات فائقة الدقة في السوائل أعلى من الضغط الموجود في بيئتها ، مما يؤدي إلى تسريع انحلال الغاز في السوائل. هذه الخاصية الرائعة ، ذات الكفاءة العالية في الذوبان في الغاز ، نسميها التشبع الفائق لغاز الأكسجين في الماء. حجم الفقاعات النانوية له فائدة أخرى ، من خلال توسيع سطح التلامس مع الغاز في الماء ، من المرجح أن تحدث التفاعلات مع البيئة. تشير تقارير الصناعة الطبية إلى أن قابلية الذوبان العالية في غاز الأكسجين للفقاعات الدقيقة مفيدة لتزويد الأنسجة الناقصة بالأكسجين بالأكسجين. في أبحاث السرطان ، يقوم الباحثون بإجراء التجارب عن طريق إعطاء الفقاعة فائقة الدقة شحنة مغناطيسية عن طريق القيام بذلك ، حيث يمكنهم استخدام الفقاعة فائقة الدقة كآليات لتوصيل الدواء عن طريق إحضار الدواء إلى الخلايا السرطانية عبر مغناطيس يسحبه في المكان المطلوب.

المجالات الأولى التي كانت فيها الفقاعات فائقة الدقة سيكون لها تأثير هي تطبيقات الزراعة والتنظيف. الفقاعات فائقة الدقة أصغر من طول موجة الضوء ، نظرًا لكون الفقاعات صغيرة جدًا يمكن أن تصل إلى المسام العميقة لأي مادة ، نظرًا لأن الفقاعات مشحونة سلبًا مثل المنظفات ، فيمكنها أن تطفو الأوساخ في الماء بعيدًا عن الجسم . قد تكون الفائدة الحقيقية للغسيل في تنظيف الفاكهة والخضروات ، هذه المنتجات الطرية التي لا نريد معالجتها بالمنظفات ولكننا نحب المبيدات الحشرية والبكتيريا والفطريات المحتملة التي يتم إزالتها من السلطات. يمكن أن تلعب الفقاعات فائقة الدقة دورًا كبيرًا في هذه العملية.

في الزراعة ، تُظهر الفقاعات فائقة الدقة سرعات نمو متزايدة ومحاصيل أثقل. تحتاج النباتات إلى 13 عنصرًا غذائيًا معدنيًا من التربة ومن الهواء والماء تمتص الأكسجين الهيدروجين والكربون لتنمو. تمتص النباتات الأكسجين المذاب عبر الجذور من الماء بينما يتم امتصاص الكربون في صورة ثاني أكسيد الكربون عبر الأوراق. في المناخات الأكثر دفئًا ، حيث تكون مياه النباتات أكثر دفئًا ، غالبًا ما يتم استنفاد الماء من الأكسجين ، عند إضافة فقاعات فائقة الدقة إلى نقص الأكسجين في مياه الري أصبح شيئًا من الماضي. في زراعة النبات ، يُظهر مستوى DO البالغ 8 مجم / لتر الذي نعتبره المستوى الأمثل ، وزيادة المستويات التي تصل إلى 16 مجم / لتر فوائد نمو طفيفة للنباتات. عند استخدام فقاعات فائقة الدقة ، تكون فوائد النمو أكبر مما يمكن تفسيره بمستويات الأكسجين المذاب فقط. تعمل الفقاعة فائقة الدقة على تعزيز نمو النبات الإضافي.

لا يزال هناك الكثير من الأبحاث وتطوير التطبيقات التي يتعين القيام بها ، ولكن هناك صناعة جديدة مثيرة في الظهور ، مما يخلق حلولًا مستدامة صديقة للبيئة لتعزيز خصائص المياه.