Nanoespuma

Una nanoespuma es un sistema disperso que contiene fases gaseosas en el rango nanométrico. Las burbujas de gas o poros individuales suelen ser menores de un micrómetro. A menudo se encuentran en el rango de unas pocas decenas a unos pocos cientos de nanómetros.

La producción de una nanoespuma puede realizarse de diferentes maneras. En líquidos, las nanoespumas se producen a menudo mediante intensas aportaciones de energía. Entre ellos se incluyen los ultrasonidos, la descompresión a alta presión o procesos de mezcla especiales. Los tensioactivos estabilizadores, los polímeros o las partículas pueden impedir que las burbujas de gas se fusionen rápidamente. Debido al pequeño tamaño de las burbujas, la presión de Laplace aumenta considerablemente. Esto diferencia claramente a las nanoespumas de las espumas macroscópicas clásicas.

Otra posibilidad es la producción de nanoespumas a partir de fundidos. Para ello, se introduce gas en una masa fundida de polímero o metal. Esto puede hacerse, por ejemplo, mediante propulsores físicos o generadores de gas químicos. Tras la expansión, la masa fundida se solidifica de forma controlada. El resultado es una espuma sólida con nanoporos cerrados o parcialmente abiertos. Estos materiales tienen una superficie interna muy grande y una densidad baja.

Las nanoespumas se utilizan debido a su elevada superficie específica. Esto favorece el transporte de sustancias, la adsorción y la cinética de reacción. Las nanoespumas pueden servir como fase portadora cuando el líquido se transforma en una dispersión gas-líquido con estructura a nanoescala. Esto da lugar a enfoques interesantes para la mezcla y la humectación de polvos.

De este modo, las nanoespumas pueden introducirse en mezclas de polvos en lugar del líquido. La fase líquida se distribuye entonces de forma extremadamente fina. Esto mejora la humectación de las partículas individuales. Los polvos especialmente absorbentes o higroscópicos se benefician de ello. Además, se puede reducir la humectación excesiva y la aglomeración locales.

Este enfoque también es relevante para los sistemas reactivos. Los reactivos pueden estar presentes en láminas de espuma o en interfaces gas-líquido. Las vías de difusión son cortas. De este modo, las reacciones pueden ser más homogéneas y controladas. Esto se aplica tanto a las reacciones químicas como a los procesos físicos de recubrimiento.