De tandengeklets van mensen in de tandartsstoel kunnen worden verbeterd door nieuwe inzichten in hoe klein, krachtige bellen worden gevormd door ultrasnelle trillingen, suggereert een studie.

De fysica van hoe zogenaamde nanobellen worden gegenereerd, kan een reeks klinische en industriële toepassingen hebben, ook in apparaten voor tandhygiëne die worden gebruikt om tandplak te verwijderen, deskundigen zeggen.

Hun bevindingen kunnen ook de ontwikkeling van andere technologieën informeren - zoals apparaten om tumorcellen selectief te targeten - die de energie benutten die vrijkomt wanneer de bellen barsten.

Belvorming

De ingenieurs van 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 het water laten koken, of wanneer de waterdruk daalt tot een punt waar 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 bij het bedenken van nieuwe experimenten om meer licht te werpen op het genereren van nanobellen, " zegt Saikat Datta, Technische school