Нанопена

Нанопена — это дисперсная система, содержащая газовые фазы в нанометровом диапазоне. Отдельные пузырьки газа или поры обычно имеют размер менее одного микрометра. Часто их размер составляет от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров.

Нанопена может быть получена различными способами. В жидкостях нанопены часто образуются в результате интенсивного поступления энергии. К ним относятся ультразвук, разжатие под высоким давлением или специальные процессы смешивания. Стабилизирующие поверхностно-активные вещества, полимеры или частицы могут предотвратить быстрое слияние газовых пузырьков. Из-за небольшого размера пузырьков давление Лапласа сильно возрастает. Это значительно отличает нанопену от классической макроскопической пены.

Еще один способ — производство нанопены из расплавов. Для этого газ вводится в расплав полимера или металла. Это может быть сделано, например, с помощью физических вспенивающих агентов или химических газообразующих веществ. После расширения расплав затвердевает под контролем. В результате образуется твердая пена с закрытыми или частично открытыми нанопорами. Такие материалы обладают очень большой внутренней поверхностью при низкой плотности.

Нанопены используются из-за их высокой удельной поверхности. Это способствует переносу веществ, адсорбции и кинетике реакции. Нанопены могут служить в качестве несущей фазы, когда жидкость преобразуется в газожидкостную дисперсию с наноразмерной структурой. Это открывает интересные возможности для смешивания и смачивания порошков.

Таким образом, нанопены могут быть введены в смеси порошков вместо жидкости. Жидкая фаза тогда имеет чрезвычайно мелкодисперсную структуру. Это улучшает смачивание отдельных частиц. Особенно сильно абсорбирующие или гигроскопичные порошки извлекают из этого выгоду. Кроме того, можно уменьшить локальное пересмачивание и агломерацию.

Этот подход также актуален для реактивных систем. Реагенты могут присутствовать в ламелях пены или на границе раздела газа и жидкости. Пути диффузии короткие. Это позволяет реакциям протекать более однородно и контролируемо. Это относится как к химическим реакциям, так и к физическим процессам нанесения покрытий.