나노기술 및 정책 정보

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부유 나노버블을 포함하는 물은 많은 생물학적 및 의료 응용 분야에서 사용됨. 예를 들어, 나노버블은 약물 및 유전자 전달의 효율성을 증가시킴. 산소 나노버블이 포함된 물은 폐수 처리, 동식물의 성장 촉진, 혐기성 박테리아로 인한 질병 치료에 사용됨.

부유 나노버블의 관찰된 수명은 최대 몇 주이지만, 고전적인 기포 안정성 이론에 따르면 나노 크기의 기포는 마이크로 초 내에 용해되어야 함. 실험과 이론 사이의 이 논쟁은 나노버블 역설로 알려져 있음.

핀란드의 VTT 기술 연구 센터 연구진은 이 역설을 해결함.

열역학적 분석에 따르면 나노 크기의 기포는 실제로 빠르게 용해되지만 기포가 형성되었을 때 이미 충분히 작으면 용해 과정이 시작되지 않음. 이는 매우 작은 기포가 수축할 때 기포 경계에서 액체로 기체를 전달하는 데 필요한 과포화를 생성하는 데 필요한 에너지가 기포의 표면 에너지 감소량보다 더 크기 때문임.

연구진에 따르면, 실온에서 포화수에서 용해가 시작되지 않는 기포 직경은 180 나노미터임.

본 연구는 나노버블이 존재할 수 있는 이유와 이를 생성하는 기초가 무엇인지를 명확히 함. 이것은 보다 효율적인 나노버블 생성기를 개발하는 데 도움이 될 것임. 새로운 이론은 표면에 부착된 나노버블에도 적용될 수 있음. 표면 나노버블은 예를 들어 세척 및 물에서 움직이는 물체의 마찰 감소에 사용됨.

본 연구 성과는 ACS Omega ("Metastable nanobubbles")에 게재됨.