Исследование крошечных пузырьков может улучшить инструменты стоматологов

Новое понимание того, как ультразвуковые колебания формируют крошечные, но мощные пузырьки, может улучшить опыт пациентов в кресле стоматолога.

Изучение физики образования так называемых нанопузырьков может иметь ряд клинических и промышленных применений, включая стоматологические гигиенические устройства для удаления зубного налета.

Результаты также могут способствовать разработке других технологий, например, устройств для селективного воздействия на опухолевые клетки, которые используют энергию, высвобождаемую при схлопывании пузырьков.

Формирование пузырьков

Инженеры из Эдинбурга провели сложные суперкомпьютерные симуляции, чтобы лучше понять механизмы образования нанопузырьков, которые в десятки тысяч раз меньше булавочной головки.

Команда смоделировала движение отдельных молекул в тонком слое воды на поверхности, вибрирующей в миллион раз быстрее, чем взмах крыльев колибри.

Сложные симуляции

Анализ показал, что нанопузырьки могут образовываться либо когда вибрации вызывают кипение воды, либо когда давление воды падает до точки, где жидкость превращается в пар — процесс, называемый кавитацией.

Расчёты выполнялись с использованием британского национального суперкомпьютерного сервиса ARCHER, которым управляет EPCC — центр высокопроизводительных вычислений университета.

«Теперь мы лучше понимаем, как можно использовать вибрации в самом малом масштабе для создания нанопузырьков. Эта работа открывает широкие возможности для будущих исследований и поможет учёным разработать новые эксперименты для дальнейшего изучения генерации нанопузырьков», — говорит Саикат Датта из Школы инженерии.