(PhysOrg.com) -- Bellen ter grootte van een nanometer die de gassen waterstof en zuurstof bevatten, kunnen blijkbaar spontaan ontbranden, hoewel er niets gebeurt in grotere bellen. Voor de eerste keer, onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente hebben deze zelfontbranding aangetoond in een publicatie in Fysieke beoordeling E . Ze willen het fenomeen gebruiken om een ​​compacte ultrasone luidspreker te bouwen.

Dat er een heftige reactie plaatsvindt, blijkt al uit de beschadiging van de elektroden waarmee de reactie op gang wordt gebracht. Deze elektroden worden gebruikt om waterstof en zuurstof te maken door middel van elektrolyse, op de gebruikelijke manier, in een ultrakleine reactiekamer. Als de plus- en minpool voortdurend worden afgewisseld, er ontstaan ​​kleine belletjes die beide gassen bevatten.

De frequentie waarmee de polen worden afgewisseld bepaalt de grootte van de bellen:hoe hoger de frequentie, hoe kleiner de bubbels. Verbranding vindt alleen plaats in bellen die kleiner zijn dan 150 nanometer (een nanometer is een miljoenste millimeter); in grotere bellen gebeurt niets. Vroege experimenten in microreactoren toonden ook aan dat er niets gebeurde in grotere bellen; de warmte kan naar het grotere binnenoppervlak worden afgevoerd.

Meters per seconde

Onderzoeker Vitaly Svetovoy was bezig met de constructie van een actuator om snel druk op te bouwen toen hij dit fenomeen tegenkwam. Dergelijke actuatoren zijn, bijvoorbeeld, gebruikt in luidsprekers voor ultrasone frequenties die in de medische wereld niet door het menselijk oor kunnen worden gedetecteerd. Geen van de momenteel beschikbare mechanische technieken is geschikt om een ​​dergelijke zeer compacte luidspreker te maken en toch op deze schaal een 'doorbuiging' van meters per seconde te halen. Svetovoy dacht, echter, dat het mogelijk zou zijn door druk op te bouwen met bellen. Het probleem was dat de bubbels heel snel gemaakt konden worden, maar niet snel genoeg verdwenen. De nu aangetoonde verbrandingsreactie zou dit probleem kunnen oplossen. Maar het veroorzaakt ook andere problemen, zoals de schade aan de elektroden. "Daar moeten we nu naar kijken", zei Svetovoy.

Dit onderzoek is uitgevoerd door prof. dr. Miko Elwenspoek's Transducer Science and Technology-groep van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente.

Het artikel 'Verbranding van waterstof-zuurstofmengsel in elektrochemisch gegenereerde nanobellen' door Vitaly Svetovoy, Remko Sanders, Theo Lammerink en Miko Elwenspoek verschenen in Fysieke beoordeling E op 23 sept 2011.