突破可以帮助改善泡沫的生产和应用

伊利诺伊大学芝加哥大学和加州大学洛杉矶分校的化学工程师已经回答了有关决定液体泡沫生命周期的基础过程的长期问题。突破可以帮助改善广泛行业的泡沫的商业生产和应用。

该研究的发现本月在美国国家科学院论文集。欧洲杯线上买球

泡沫是日常生活中一种熟悉的现象 - 在做菜时将肥皂和洗涤剂混合到水中,从肥皂水玩具中吹出气泡,将泡沫从一杯拿铁咖啡或奶油奶昔中饮用。液体泡沫可能发生在各种自然和人造环境中。虽然有些泡沫是自然产生的,就像在水体中一样,在海滩上产生了大海,而另一些则在工业过程中出现。例如,在石油回收和发酵中,泡沫是副产品。

每当搅拌肥皂水时,就会形成泡沫。它们主要是气袋,被稀薄的液体膜分开,这些液膜通常包含称为胶束的微小分子聚集体。例如,油性污垢被藏在胶束的水核中被冲走。另外,我们体内的脂肪消化取决于胆汁盐形成的胶束的作用。

随着时间的流逝,泡沫会随着薄膜中的液体而消散。从本质上是水在水中的两亲性(亲水和疏水)聚集体形成球形胶束的肥皂和洗涤剂分子,其外向头是核心和水透水尾部,形成了核心。

UIC工程学院化学工程学副教授Vivek Sharma说:“胶束很小,但有影响力,不仅在清洁和溶解热爱油的分子方面,而且还影响了泡沫膜中的流动。”近十年来,他一直在提出一个问题,即在超薄泡沫膜和肥皂泡中,胶束的存在如何以及为什么导致逐步变薄或分层。

为了解决难题,Sharma和他的合作者开发了他们称为IDIOM的高级成像方法(干涉测量学成像光学显微镜)协议,这些协议是用高速和数字单镜头反射(DLSR)摄像机实现的。他们发现,泡沫膜具有丰富的,不断变化的地形,不同地层之间的厚度差异远大于胶束的大小。

我们使用一种称为小角度X射线散射的精确技术来解决胶束的形状,尺寸和密度“联合主教调查员Samanvaya Srivastava是UCLA Samueli工程学院化学和生物分子工程助理教授。”我们发现,泡沫膜的厚度在离散跳跃中降低,每次跳跃都对应于液体膜中胶束之间的精确距离。”

该小组还发现,泡沫膜中胶束的布置主要由胶束之间的离子相互作用支配。离子之间的静电吸引力和排斥会影响泡沫保持稳定的时间以及其结构的衰减方式。通过这些发现,研究人员确定,通过简单地测量泡沫膜的厚度,可以使用成语方案通过DSLR摄像机完成,它们可以表征液体中胶束的纳米级相互作用和泡沫的稳定性。

与以前更耗时且需要昂贵的定制设备的技术相比,新方法不仅价格便宜,而且更加全面和高效。2020欧洲杯下注官网

知识和理解可以帮助开发新产品 - 从食品和个人护理到药品,“这项研究的共同领导作者,加州大学洛杉矶分校的研究生Shang Gao和UIC的Chrystian Ochoa。”它还可以帮助工程师改善工业过程中泡沫的控制。”

来源:https://www.ucla.edu/

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