Een onderzoek met kleine bellen zou de instrumenten van tandartsen kunnen verbeteren

De tandklappervaringen van mensen in de tandartsstoel kunnen worden verbeterd door nieuwe inzichten in hoe kleine, krachtige bubbels worden gevormd door ultrasnelle trillingen, suggereert een studie.

De fysica van hoe zogenaamde nanobellen worden gegenereerd, zou een reeks klinische en industriële toepassingen kunnen hebben, ook in mondhygiëneapparaten die worden gebruikt om tandplak te verwijderen, zeggen experts.

Hun bevindingen zouden ook de ontwikkeling van andere technologieën kunnen informeren – zoals apparaten om zich selectief op tumorcellen te richten – die de energie benutten die vrijkomt wanneer de bellen barsten.

Belvorming

Ingenieurs in Edinburgh voerden complexe supercomputersimulaties uit om de onderliggende mechanismen achter de vorming van nanobellen, die tienduizenden keren kleiner zijn dan een speldenknop, beter te begrijpen.

Het team modelleerde de beweging van individuele moleculen in een dunne laag water op een oppervlak dat een miljoen keer sneller trilt dan het klapperen van de vleugels van een kolibrie.

Complexe simulaties

Uit hun analyse bleek dat nanobellen kunnen ontstaan ​​wanneer trillingen ervoor zorgen dat het water kookt, of wanneer de waterdruk daalt tot een punt waarop vloeistof damp wordt – een proces dat cavitatie wordt genoemd.

Onderzoekers voerden hun berekeningen uit met behulp van de ARCHER UK National Supercomputing Service, die wordt beheerd door EPCC, de high-performance computerfaciliteit van de universiteit.

“We hebben nu een beter begrip van hoe trillingen op de kleinste schaal kunnen worden benut om nanobellen te produceren. Dit werk heeft een brede reikwijdte voor toekomstig onderzoek en zal onderzoekers helpen nieuwe experimenten uit te werken om meer licht te werpen op het genereren van nanobellen”, zegt Saikat Datta, School of Engineering