Nanoschiuma
Una nanoschiuma è un sistema disperso che contiene fasi gassose nell'ordine dei nanometri. Le singole bolle di gas o pori sono in genere più piccole di un micrometro. Spesso hanno dimensioni comprese tra poche decine e alcune centinaia di nanometri.
La produzione di una nanoschiuma può avvenire in diversi modi. Nei liquidi, le nanoschiuma vengono spesso generate mediante un intenso apporto di energia. Tra questi vi sono gli ultrasuoni, la decompressione ad alta pressione o speciali processi di miscelazione. Tensioattivi stabilizzanti, polimeri o particelle possono impedire la rapida fusione delle bolle di gas. A causa delle dimensioni ridotte delle bolle, la pressione di Laplace aumenta notevolmente. Ciò distingue nettamente le nano-schiume dalle classiche schiume macroscopiche.
Un'altra possibilità è la produzione di nano-schiume da fusioni. A tal fine, il gas viene introdotto in una fusione di polimeri o metalli. Ciò può avvenire, ad esempio, mediante agenti espandenti fisici o generatori di gas chimici. Dopo l'espansione, la fusione si solidifica in modo controllato. Si ottiene così una schiuma solida con nanopori chiusi o parzialmente aperti. Tali materiali hanno una superficie interna molto ampia e una bassa densità.
Le nano-schiume vengono utilizzate per la loro elevata superficie specifica. Ciò favorisce il trasporto di materia, l'adsorbimento e la cinetica di reazione. Le nano-schiume possono fungere da fase di supporto quando il liquido viene trasformato in una dispersione gas-liquido con struttura su scala nanometrica. Ciò offre interessanti approcci per la miscelazione e la bagnatura delle polveri.
In questo modo, le nano-schiume possono essere introdotte nelle miscele di polveri al posto del liquido. La fase liquida è quindi distribuita in modo estremamente fine. Ciò migliora la bagnabilità delle singole particelle. Ne traggono vantaggio soprattutto le polveri particolarmente assorbenti o igroscopiche. Inoltre, è possibile ridurre la bagnabilità eccessiva locale e l'agglomerazione.
Questo approccio è rilevante anche per i sistemi reattivi. I reagenti possono essere presenti nelle lamelle di schiuma o alle interfacce gas-liquido. I percorsi di diffusione sono brevi. Ciò consente alle reazioni di procedere in modo più omogeneo e controllato. Ciò vale sia per le reazioni chimiche che per i processi di rivestimento fisico.