Los investigadores de KAUST han utilizado algunas de las cámaras de video más rápidas jamás desarrolladas para aclarar cómo los cambios a escala molecular en las superficies del agua pueden afectar el rendimiento de las purificaciones a escala industrial.

Un factor que influye en la estabilidad de las emulsiones es la rapidez con que las pequeñas burbujas o gotitas se unen para formar gotitas más grandes. Ivan Vakarelski, un científico investigador en el laboratorio de Sigurdur Thoroddsen, señala que este tipo de coalescencia es impulsado por variables que van desde el tamaño de la burbuja, velocidad de colisión, y la "libertad" de moléculas ubicadas en superficies líquidas.

"Cuando los líquidos entran en contacto con un sólido, tienden a pegarse debido a las fuertes fuerzas moleculares. A diferencia de, un líquido limpio expuesto al aire puede moverse con relativa facilidad; lo llamamos interfaz móvil, ", explica Vakarelski." Es una propiedad fundamental que determina el comportamiento de muchas espumas y emulsiones ".

Recientemente, Thoroddsen y su equipo utilizaron su experiencia en imágenes de alta velocidad para observar colisiones entre burbujas de aire formadas en un perfluorocarbono, un líquido con viscosidad similar al agua que se puede refinar a un estado ultrapura. Para su sorpresa, estas burbujas no se fusionaron tan rápido como se esperaba. En lugar de, la alta movilidad de la interfaz aire-perfluorocarbono hizo que las burbujas rebotaran repetidamente entre sí antes de fusionarse.

En su último trabajo, los investigadores de KAUST ampliaron sus investigaciones al líquido más importante del mundo:el agua. Se supone que una interfaz aire-agua limpia es móvil, sin embargo, Numerosos estudios sugieren que tienen una baja libertad molecular porque son altamente susceptibles a la contaminación.

Para resolver este dilema, Vakarelski ayudó a diseñar un experimento que utilizó películas delgadas de ácidos grasos para inmovilizar completamente una superficie de agua libre. Luego, liberaron burbujas de aire de tamaño milimétrico que flotaron hasta la interfaz y chocaron contra ella. Cuando se compararon las imágenes de las burbujas que rebotaban con las tomadas en superficies de agua purificada, el equipo vio que la película de ácidos grasos reducía drásticamente el grado de rebote.

"Una creencia común es que una vez que el agua se expone a la atmósfera en un laboratorio, es imposible mantenerlo lo suficientemente limpio como para ser móvil, "dice Vakarelski." Sin embargo, nuestro estudio muestra que esto no es correcto:un dispositivo de purificación estándar produce una interfaz que hace rebotar las burbujas con bastante fuerza ".

Pruebas exitosas de este enfoque con otros líquidos, como el etanol, indican que el análisis de burbujas podría ayudar a resolver problemas en las aplicaciones de procesamiento de alimentos, así como en la producción química.