ファインバブル技術は、多くの産業に応用が期待されるエキサイティングな革新技術

ウルトラファインバブルはナノバブルと呼ばれることが多いですが、実際にはナノバブルはナノ粒子の定義を満たしていないため、正式にはウルトラファインバブルと呼ばれています。気泡は水中の気体で満たされた空洞であり、気泡の寿命はせいぜい数分と短く、数カ月のような長期間安定しているのはウルトラファインバブルだけです。これが気泡を非常に特殊なものにし、その水の特性を変えることを可能にします。 これにより、農業、食品加工、洗浄、医療などの用途に革新がもたらされます。気泡は私たちの身の回りにあるもので、ビール、発砲飲料、パンやチーズなどの食品だけでなく、家のレンガの中にも気泡が存在します。海は世界最大の泡発生装置であり、海の匂いを嗅ぐと爆発した泡の匂いがします。ビーチを歩くと爆発した泡で髪がベトベトになり、サングラスに脂肪の膜がつきます。境界線上では、新しいことが可能になります。これは、一方の側からもう一方の側に移動する領域です。これは、気相から液相に移動する気泡に特に当てはまります。これらは、すべて水の中で起こる魔法です。

泡の世界ではさまざまな大きさが区別され、最も大きなものをミリバブル、次にマイクロバブル、そして最も小さなものをウルトラファインバブルと呼びます。気泡は、気体、液体、および気体と液体の間の水相であるシェルという3つの主要な成分で構成されています。気泡の形成とマイクロバブルの機械的特性は、シェルの材質の特性に依存します。ウルトラファインバブルは液体中の小さな気泡で、主に直径が200nm未満であり、いくつかのユニークな物理的特性を持っています。人間の髪の毛の直径は約180,000nmで、900倍も大きくなります。ウルトラファインバブルは、その表面がマイナスに帯電しているため、水中で長時間安定に存在しますが、ミリバブルはサイズが大きくなって急速に上昇し水面で破裂したり、マイクロバブルは水面に到達する前に水中で溶解したりします。さらに、液体中のウルトラファインバブルの内圧は周囲の圧力よりも高いため、液体への気体の溶解が促進されます。この優れた性質を持つ、高効率の気体溶解度を、水中での気体の過飽和状態と呼びます。ナノサイズの気泡には別の利点もあり、水中での気体の接触面が大きくなり、環境との反応が起こりやすくなります。医療業界の報告では、マイクロバブルの酸素ガス溶解度の高さが低酸素組織の酸素化に有益であることが示されています。がん研究においては、ウルトラファインバブルに磁気を帯びされることで、磁力で薬剤をがん細胞に運び、目的の場所に引き寄せることにより、ウルトラファインバブルを薬物送達メカニズムとして利用する実験が行われています。

ウルトラファインバブルが影響を与える最初の分野は、農業と洗浄用途です。ウルトラファインバブルは光の波長よりも小さく、非常に小さいためあらゆる物質の穴の奥まで到達でき、気泡は洗剤のようにマイナスに帯電しているため、汚れを水中に浮かせて対象物から遠ざけることができます。洗浄の本当の利点は、果物や野菜をきれいにできることかもしれません。これらの柔らかい食品は洗剤で扱いたくないのですが、サラダから残存可能性のある農薬やバクテリア、菌類が除去されるのは好ましいことです。これらの工程ではウルトラファインバブルが大きな役割を果たします。

農業では、ウルトラファインバブルにより成長速度が向上し、作物の重量増加が示されています。植物は土壌から13種類のミネラル栄養素を必要とし、空気や水から水素、酸素、炭素を吸収して成長します。植物は根を介して水から溶存酸素を吸収し、炭素は葉を介して二酸化炭素として吸収されます。温暖な気候では、植物の水も暖かくなり、水中の酸素が不足することがよくありますが、ウルトラファインバブルを灌漑用水に添加すると、酸素欠乏は過去のものになります。植物栽培では、溶存酸素レベル8mg/Lが最適と考えられますが、最大16mg/Lまでレベルを上げると、植物にわずかな成長効果が見られます。ウルトラファインバブルを使用すると、溶存酸素レベルを上げただけの場合よりもより大きな成長効果が得られます。ウルトラファインバブルが植物の更なる成長を促進します。

まだまだ多くの研究と応用開発が必要ですが、水の特性を高めるための持続可能な環境に優しい解決策を生み出す、エキサイティングな新産業が生まれつつあります。