Inzichten in hoe minuut, maar krachtig, bellen die zich vormen en instorten op onderwateroppervlakken, kunnen helpen om industriële constructies zoals scheepsschroeven slijtvaster te maken, onderzoek suggereert.

Supercomputerberekeningen hebben details onthuld van de groei van zogenaamde nanobellen, die tienduizenden keren kleiner zijn dan een speldenknop.

De bevindingen kunnen waardevol inzicht verschaffen in schade aan industriële constructies, zoals pompcomponenten, wanneer deze bubbels barsten om kleine maar krachtige vloeistofstralen vrij te geven.

Deze snelle expansie en ineenstorting van bellen, bekend als cavitatie, is een veelvoorkomend probleem in de techniek, maar wordt niet goed begrepen.

Ingenieurs van de Universiteit van Edinburgh bedachten complexe simulaties van luchtbellen in water, met behulp van de nationale supercomputer van het VK.

Het team modelleerde de beweging van atomen in de bellen en observeerde hoe ze groeiden als reactie op kleine dalingen in de waterdruk.

Ze waren in staat om de kritische druk te bepalen die nodig is om de bellengroei onstabiel te maken, en ontdekte dat dit veel lager was dan de theorie suggereert.

Hun bevindingen zouden de ontwikkeling van nanotechnologieën kunnen ondersteunen om de kracht van duizenden jets te benutten van instortende nanobellen, zoals therapieën om bepaalde vormen van kanker aan te pakken, of voor het reinigen van zeer nauwkeurige technische apparatuur. Onderzoekers hebben een bijgewerkte theorie voorgesteld over de stabiliteit van oppervlakte-nanobellen, op basis van hun bevindingen.

hun studie, gepubliceerd in Langmuir , werd ondersteund door de Engineering and Physical Sciences Research Council.

Duncan Dockar, van de School of Engineering van de Universiteit van Edinburgh, zei:"Bubbels vormen zich routinematig en barsten open op oppervlakken die door vloeistoffen bewegen en de resulterende slijtage kan weerstand en kritieke schade veroorzaken. We hopen dat onze inzichten, mogelijk gemaakt met complexe computers, kan helpen de impact op de machineprestaties te beperken en toekomstige technologieën mogelijk te maken."