La limpieza y desinfección del equipo de procesamiento de alimentos requiere el uso de productos químicos y grandes cantidades de agua para enjuagar esos productos químicos. Es posible, si se puede hacer correctamente, que la creación de burbujas microscópicas en el agua pueda reducir o eliminar la necesidad de esos productos químicos.

Un estudio de la Universidad de Purdue puede ser la clave para producir microburbujas de manera precisa y consistente que podrían usarse para la limpieza, así como las espumas utilizadas en los alimentos, evaluaciones rápidas de ADN y proteínas, destruyendo bacterias peligrosas y más. En el diario Informes científicos , Carlos Corvalán, un profesor asociado de ciencia de los alimentos, y Jiakai Lu, un ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Corvalan, describir las velocidades a las que se cierran los poros de las películas, que es comparable a procesos similares cuando se forman burbujas.

"Al inyectar aire de una aguja en una burbuja, el cuello de la burbuja sigue adelgazando y se forma la burbuja, "dijo Lu, quien ahora es profesor asistente de ciencia de los alimentos en la Universidad de Massachusetts Amherst. "Comprender el colapso de un poro nos ayudará a comprender el punto de pellizco de la generación de burbujas".

Cuando se forma un poro o un agujero en un fluido, tiene dos opciones y se inclinará hacia la que utilice la menor cantidad de energía. Si el agujero es grande, continúa expandiéndose. Los agujeros más pequeños colapsan, cerrándose.

Entender la velocidad a la que esos poros se cierran ha sido difícil porque, como un agujero se derrumba, su curvatura se vuelve infinita y se forma una singularidad.

"Esto toca un problema profundo de la física, ", Dijo Corvalan." Cuando se forme esa singularidad, las ecuaciones que gobiernan el proceso ya no funcionan. Encontramos formas de solucionar este problema para predecir cuándo se colapsará el agujero y usar eso para predecir el volumen de las microburbujas y el tiempo que tomará formarlas ".

En fluidos viscosos, los poros se cierran a un ritmo constante. Pero en el agua como se cierra un poro, la velocidad a la que se cierra sigue acelerándose. Para fluidos con viscosidad intermedia, el poro comienza a cerrarse a un ritmo cada vez mayor, pero en cierto punto esa velocidad se vuelve constante hasta que el poro se cierra.

Usando modelos computacionales de alta fidelidad, Corvalan y Lu predijeron el punto en el que la velocidad cambia de cada vez mayor a constante. Usando esa información, Corvalan y Lu pueden informar el diseño de bombas que crearán burbujas del tamaño correcto.

"Aunque tenemos una singularidad, la velocidad del colapso se vuelve esencialmente constante, ", Dijo Corvalan." Si queremos controlar el volumen de microburbujas, tendríamos que determinar cuándo colapsaría el cuello de la burbuja. Ahora podemos predecir cuándo colapsará, y podemos controlar su formación ".