Als een waterafstotende ondergrond wordt ondergedompeld in water dat opgelost gas bevat, er kunnen zich kleine belletjes vormen op het ondergedompelde lichaam. Deze zogenaamde oppervlakte-nanobellen ontstaan ​​omdat de omringende vloeistof zijn gas wil verliezen, vergelijkbaar met bubbels die tevoorschijn komen in een glas frisdrank. In het geval van de nanobellen, echter, de bellen zijn slechts tien tot twintig nanometer hoog, en daardoor is de (Laplace)druk in de bel erg hoog.

Volgens alle huidige theorieën, de bubbels zouden in minder dan een milliseconde vanzelf moeten verdwijnen, omdat het gas in de bellen weer in het water wil oplossen. Volgens Lohse, dit idee lijkt veel op een ballon, die - zelfs als hij goed is vastgemaakt - na verloop van tijd altijd leegloopt. De reden hiervoor is dat er constant een klein beetje lucht door het rubber van de ballon lekt door diffusie en de hoge druk in de ballon.

In praktijk, echter, de nanobellen kunnen wekenlang overleven, zoals meer dan twintig jaar geleden al werd waargenomen. Hoe dan ook, wetenschappers konden geen sluitende verklaring vinden voor deze lange levensduur. Met de publicatie van een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Fysieke beoordeling E (Snelle communicatie), prof. dr. ir. Detlef Lohse en prof. dr. Xuehua Zhang (die naast de UT ook verbonden is aan de RMIT University in Melbourne) geeft eindelijk een verklaring voor het fenomeen. En dat doen ze met een complete analytische methode met relatief simpele wiskundige formules.

De reden dat de bellen zo lang overleven, ligt in het vastzetten van de driefasige contactlijn. Dankzij het pinnen, bellenkrimp impliceert een toename van de kromtestraal en dus een kleinere Laplace-druk. Voor stabiele bellen is de uitstroom afkomstig van de Laplace-druk en de instroom door oververzadiging in evenwicht. Het resultaat is een stabiel evenwicht.

Het onderzoek geeft niet alleen een antwoord op een fundamentele fysische en chemische vraag, maar heeft ook allerlei praktische toepassingen. De kennis kan, bijvoorbeeld, worden gebruikt om katalytische reacties efficiënter te maken en voor flotatieprocessen, een zuiveringstechniek die veel wordt toegepast bij de winning van mineralen.

Binnen zijn afdeling Physics of Fluids (POF) aan de Universiteit Twente, Lohse werkt al meer dan tien jaar aan dit onderwerp. In dit onderzoek, hij werkt nauw samen met prof. dr. ir. Harold Zandvliet van de afdeling Physics of Interfaces and Nanomaterials (PIN). Het onderzoek maakt deel uit van het MCEC Gravity Programme, waarbinnen de Universiteit Utrecht, de Technische Universiteit Eindhoven en de Universiteit Twente werken samen aan de ontwikkeling van efficiënte katalytische processen voor verschillende energie- en materiaalbronnen, zoals fossiele brandstoffen, biomassa en zonne-energie. NWO financiert dit programma met 31,9 miljoen euro.