Man sollte es zuerst nicht glauben, aber die Erforschung von Bläschen in Flüssigkeiten hat tatsächlich einige Anwendungen. Jeder kennt das Ultraschallbad, in dem Oberflächen gereinigt werden. Aber es gibt auch medizinische Anwendungen, z.B. nutzt man gezielt Bläschen zur Detektion von Krebs, weil sie ein stärkeres Ultraschallsignal erzeugen. Neue Anwendungen benutzen sie auch zum Transport von Medikamenten.
Mikrobläschen (wir sprechen von etwa 0,1 mm Durchmesser) haben also durchaus Anwendungen. Wichtig wäre es, die Bläschen stabiler und steuerbarer zu machen. Eine Idee dazu ist, ihnen einen kleinen Panzer aus metallischen Nanopartikeln zu verpassen.
In einem Paper in den Physical Review Letters (siehe Zitat unten) stellen jetzt Forscher von der Nanyang Technological University in Singapur ihre Untersuchungen an solchen gepanzerten Mikrobläschen in Magnetfeldern und Schallfeldern vor. Sie liefern ein Rezept wie man die Bläschen erzeugen kann (die sehen dann aus wie winzige Christbaumkugeln) und zeigen, dass sie in Magnetfeldern und Schallfeldern interessante Eigenschaften haben.
Grundsätzlich benutzt man die Magnetfelder zur Stabilisierung und Bewegung der Bläschen. Eben der metallene Panzer sorgt dafür, dass die Bläschen magnetische Eigenschaften bekommen, die in einem Versuch mit einem einzigen Bläschen in einem Magnetfeld bestimmt werden konnten.
Was macht man nun mit solchen Bläschen? Entweder man schmückt damit sehr, sehr kleine Weihnachtsbäume, oder man regt sie durch Schallwellen zu Oszillationen an. Dann vibrieren die Bläschen mit hoher Frequenz, und trotzdem hält der magnetische Panzer. Durch die Vibrationen wird ein kleines Strömungsfeld angeregt, das zum Beispiel eingesetzt werden könnte, um kleinste Flüssigkeitsmengen umrühren zu können!
Ein Video zeigt die Eigenschaften eines Mikrobläschen:
Erst sieht man, wie bei eingeschaltetem Schallfeld eine Strömung die Blase umfließt. Bei abgeschaltetem Feld beruhigt sich die Strömung sofort. Dann wird die Blase mit dem Magnetfeld bewegt, und wieder durch das Schallfeld aktiviert.
Das Video stammt von der Seite des beteiligten Forschers Claus-Dieter Ohl, die auch Fotos von den Bläschen und weitere Videos bietet. Auch ein Preprint des Paper kann man dort finden.
Zitat dazu:
Xue Zhao, Pedro A. Quinto-Su, Claus-Dieter Ohl (2009). Dynamics of Magnetic Bubbles in Acoustic and Magnetic Fields Physical Review Letters, 102 (2) DOI: 10.1103/PhysRevLett.102.024501
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