Avances recientes en microscopía de fuerza atómica para la investigación de micro y nanoburbujas

Área de la Ciencia:

• Ciencia Interfacial
• Química de Coloides y Superficies
• Física de Materia Blanda

Sus antecedentes:

• Las micro y nanoburbujas son críticas en medios porosos y fluidos complejos, influyendo en el transporte multifásico, la mojabilidad, la transferencia de masa y la reactividad interfacial.
• Su relevancia tecnológica en procesos energéticos, ambientales e industriales es significativa, sin embargo, la comprensión mecanicista a micro y nanoescalas está limitada por la blandura y la dinámica de la interfase.

Objetivo del estudio:

• Proporcionar una visión general unificada de las estrategias basadas en la microscopía de fuerza atómica (AFM) para investigar micro y nanoburbujas.
• Destacar los avances recientes y las optimizaciones metodológicas de la AFM para el estudio de sistemas interfaciales blandos.
• Establecer un marco integrado que vincule la metodología de AFM con la física interfacial fundamental y la ciencia aplicada de las burbujas.

Principales métodos:

• Optimización metodológica de la AFM para sistemas interfaciales blandos.
• Caracterización habilitada por AFM de la morfología, mecánica, reología, estabilidad y fuerzas interfaciales de las burbujas.
• Desarrollos recientes que incluyen AFM de sonda coloidal (sondas de gotitas de aceite y burbujas, microscopía de fuerza fluídica), AFM multimodal y de alta velocidad.

Principales resultados:

• Las estrategias de AFM permiten la caracterización detallada de las propiedades de micro y nanoburbujas.
• Las técnicas avanzadas de AFM ofrecen visualización in situ y resuelta en el tiempo de la nucleación y dinámica de las burbujas.
• Se establece un marco integrado que conecta la metodología de AFM con la física interfacial y la ciencia de las burbujas.

Conclusiones:

• La AFM es una herramienta poderosa para comprender las micro y nanoburbujas, crucial para diversas aplicaciones industriales.
• Los avances recientes de la AFM facilitan estudios in situ y dinámicos del comportamiento de las burbujas.
• Las direcciones futuras implican abordar los desafíos clave para avanzar aún más en la investigación de micro y nanoburbujas.