Nanobelletjes die ontstaan aan een oppervlak onder
water, plaatsen wetenschappers voor een raadsel. Eigenlijk kunnen ze niet
bestaan, maar toch blijven ze uren intact. Ondanks dit mysterie, is het ontstaan
van de belletjes wel degelijk te sturen, aldus FOM-promovendus Shangjiong Yang
van de Universiteit Twente. De belletjes zijn dan bijvoorbeeld te gebruiken om
de stromingsweerstand van vloeistoffen te verlagen.
Een waterafstotend materiaal dat in water is ondergedompeld, kan aan het oppervlak nanobelletjes hebben: extreem kleine luchtbelletjes met een doorsnede van vijftig tot tweehonderd nanometer en een dikte van vijf tot twintig nanometer. De belletjes zijn zo klein dat ze niet eens met een normale microscoop zijn waar te nemen en zijn daarom pas enkele jaren geleden ontdekt.
Bellen blazen
Volgens bestaande theorieën zouden de belletjes eigenlijk niet kunnen bestaan; de druk in de belletjes is zo groot dat het gas er binnen een fractie van een seconde uitgedrukt zou moeten worden. Waarom de belletjes toch urenlang intact blijven is nog onbekend. Als je de vorming en de eigenschappen van de belletjes kunt beheersen, komt er een scala aan toepassingsmogelijkheden in beeld.
De belletjes verlagen bijvoorbeeld de wrijvingsweerstand van stromende vloeistoffen, waardoor ze kunnen dienen als ‘luchtsmering’ in zeer kleine vloeistofkanaaltjes. Dit is praktisch bij de ontwikkeling van zogenaamde labs-on-a-chip, laboratoriumopstellingen die zijn verkleind tot de grootte van een chip. Voordat de belletjes hier toegepast kunnen worden, moeten we ze echter beter begrijpen en ze kunnen laten ontstaan op de plaats waar we dat willen.