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Inserito il - 28/10/2009 : 10:29:25
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Sonoluminescenza quantitativa
Misurata l'energia luminosa prodotta dalle bolle di gas
Un fenomeno fisico noto già da tempo viene finalmente misurato con precisione
Una bolla di gas all'interno di un liquido, se eccitata dalla propagazione di ultrasuoni, è in grado di trasformare una frazione dell'energia sonora in luce. Si tratta di un processo osservato già da decenni e battezzato sonoluminescenza. Nonostante il fenomeno sia noto da tempo, misurarne e comprenderne le caratteristiche si è sempre rivelato un compito arduo. Grazie al sostegno della National Science Foundation, alcuni chimici hanno misurato per la prima volta le reazioni chimiche e l'emissione di luce da una singola bolla. I risultati dell'esperimento, condotto da Ken Suslick e Yuri Didenko dell'Università del'Illinois, sono stati pubblicati sulla rivista "Nature".
Gli ultrasuoni provocano, al passaggio in un liquido, la formazione, la crescita e infine il collasso di microscopiche bolle: un processo chiamato cavitazione. Queste piccole oscillazioni possono provocare notevoli temperature e pressioni, simili a quelle che si osservano, su più larga scala, nelle esplosioni. La capacità di stimolare reazioni chimiche molto energetiche da parte degli ultrasuoni è stata studiata con l'attenzione rivolta a possibili applicazioni industriali e mediche: per esempio, la degradazione di sostanze inquinanti e lo sviluppo di nuovi mezzi di contrasto. Per sfruttare pienamente questo processo, tuttavia, i ricercatori hanno bisogno di quantificare l'energia rilasciata da una singola bolla.
Il nuovo esperimento ha mostrato che le bolle, collassando, sviluppano una temperatura sufficiente a spezzare le molecole di acqua. Meno di un milionesimo dell'energia sonora viene però convertito in luce, mentre una quantità superiore di circa un migliaio di volte causa la formazione di atomi, ioni e frammenti molecolari. Il resto, la maggior parte dell'energia, viene semplicemente convertita in energia meccanica, provocando onde d'urto che si propagano nel liquido. "La cavitazione che governa il collasso implosivo di queste bolle - spiega Suslick - genera temperature confrontabili alla superficie del Sole, con pressioni simili a quelle che si trovano sul fondo degli oceani. Questo fenomeno ci offre un metodo per concentrare l'energia sonora diffusa in una forma usufruibile chimicamente." Le possibili applicazioni comprendono la produzione di catalizzatori per carburanti puliti, la rimozione dello zolfo dalla benzina e il miglioramento delle reazioni chimiche usate nella sistesi di farmaci. Il processo è già stato usato per produrre nuovi catalizzatori di uso industriale e agenti biomedici per le risonanze magnetiche.
http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Sonoluminescenza_quantitativa/1288776
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