S'inscrire maintenant

S'identifier

Mot de passe perdu

Mot de passe perdu? S'il vous plaît entrer votre adresse e-mail. Vous recevrez un lien et créez un nouveau mot de passe par e-mail.

Ajouter un enregistrement

Vous devez vous connecter pour ajouter après .

S'identifier

S'inscrire maintenant

Bienvenue sur Scholarsark.com! Votre inscription vous donnera accès à l'utilisation de plus de fonctionnalités de cette plate-forme. Vous pouvez poser des questions, apporter des contributions ou de fournir des réponses, Voir les profils d'autres utilisateurs et bien plus encore. inscrire maintenant!

l'éclatement des bulles lance les bactéries de l'eau à l'air: Une étude montre que le nouveau mode de dispersion des bactéries.

Partout où il y a de l'eau, il y a forcément des bulles flottant à la surface. De flaques d'eau debout, des lacs, et cours d'eau, aux piscines, jacuzzi, fontaines publiques, et toilettes, les bulles sont omniprésents, intérieur et extérieur. Une nouvelle étude du MIT montre comment les bulles contaminées par des bactéries peut agir en tant que petites grenades microbiennes, l'éclatement et le lancement de micro-organismes, y compris les agents pathogènes potentiels, hors de l'eau et dans l'air.

Dans l'étude, published today in the journal Physical Review Letters, les chercheurs ont constaté que les bactéries peuvent affecter la longévité d'une bulle: A bacteria-covered bubble floating at the water’s surface can last more than 10 times longer than an uncontaminated one can, persisting for minutes instead of seconds. Pendant ce temps, the cap of the contaminated bubble thins. The thinner the bubble, the higher the number of droplets it can launch into the air when the bubble inevitably bursts. A single droplet, the researchers estimate, can carry up to thousands of microorganisms, and each bubble can emit hundreds of droplets.

MIT researchers have found that bacteria can affect a bubble’s longevity. Avec l'aimable autorisation des chercheurs

“We discovered bacteria can manipulate interfaces in a manner that can enhance their own water-to-air dispersal,” says Lydia Bourouiba, assistant professor of civil and environmental engineering and director of the Fluid Dynamics of Disease Transmission Laboratory.

Bourouiba’s co-author on the paper is graduate student Stephane Poulain.

Something in the water

Bourouiba has spent the past several years meticulously generating, imaging, and characterizing clean, uncontaminated bubbles, with the goal of establishing a baseline of normal bubble behavior.

“We first had to understand the physics of clean bubbles before we could add organisms like bacteria to see what effect they have on the system,” Bourouiba says.

As it happens, the researchers first noticed bacteria’s effect somewhat by accident. The team was in the midst of moving to a new lab space, and in the shuffle, a beaker of water had been left out in the open. When the researcher used it in subsequent experiments, the results were not what the team expected.

“The bubbles produced from this water lived much longer and had a peculiar thinning evolution compared to that of typical clean water bubbles,” Poulain says.

Bourouiba suspected the water had been contaminated, and the team soon confirmed her hypothesis. They analyzed the water and found evidence of bacteria that are naturally present indoors.

The juice effect

To directly study bacteria’s effect on bubbles, the team set up an experiment in which they filled a column with a solution of water and various bacteria species, comprenant E. coli. The researchers developed a system to generate bubbles with an air pump, one at a time, inside the column, in order to control the volume and size of each bubble. When a bubble rose to the surface, the team used high-speed imaging coupled with a range of optical techniques to capture its behavior, at the surface and as it burst.

The researchers observed that, once a bubble contaminated with E. colimade it to the water’s surface, its own surface, or cap, immediately started to thin, mostly by draining back into the water, like a melting shell of chocolate. This behavior was similar to that of uncontaminated bubbles.

But the contaminated bubbles remained on the surface more than 10 times longer than uncontaminated bubbles. And after a critical period of time, the bacteria-laden bubbles started thinning much faster. Bourouiba suspected that it might not be the bacteria themselves, but what they secrete, that holds the bubble in place for longer.

“Bacteria are alive, and like anything alive, they make waste, and that waste typically is something that potentially could interact with the bubble’s interface,” Bourouiba says. “So we separated the organisms from their ‘juice.’”

The researchers washed bacteria away from their secretions, then repeated their experiments, using the bacteria’s secretions. Just as Bourouiba suspected, the bubbles containing the secretions alone lasted much longer than clean bubbles. The secretions, le groupe a conclu, doit être l'ingrédient clé dans l'extension de la vie d'une bulle. Mais comment?

Encore, Bourouiba avait une hypothèse: sécrétions bactériennes peuvent agir pour réduire la tension de surface d'une bulle, ce qui rend plus élastique, plus résistant aux perturbations, et à la fin, plus susceptibles de vivre plus longtemps sur la surface d'une eau. Ce comportement, elle a noté, était similaire à des composés tensio-actifs, ou des agents tensioactifs, tels que les composés contenus dans les détergents qui forment des bulles de savon.

Pour tester cette idée, les chercheurs ont répété les expériences, cette fois en échangeant les bactéries pour les tensioactifs synthétiques ordinaires, et a constaté que, eux aussi produit des bulles plus durables qui amincissait également considérablement après une certaine période de temps. Cette expérience a confirmé que les sécrétions de bactéries agissent comme agents tensio-actifs prolongeant la durée de vie des bulles contaminées.

Les chercheurs ont ensuite cherché une explication pour le changement radical dans un taux de bulles contaminée d'amincissement. Dans les bulles propres, l'amincissement de la calotte était principalement le résultat de drainage, que l'eau dans le capuchon arrière draine la plupart du temps dans le fluide à partir de laquelle la bulle rose. Ces bulles vivent de l'ordre de quelques secondes, et leur vitesse de drainage ralentit de façon continue vers le bas les bulles amincit.

Mais si une bulle dure passé un moment critique, l'évaporation commence à jouer un rôle plus important que le drainage, essentiellement raser les molécules d'eau à partir de la coiffe de la bulle. Les chercheurs ont conclu que, si une bulle contient des bactéries, les bactéries et leurs sécrétions, make a bubble last longer on a water’s surface — long enough that evaporation becomes more important than drainage in thining the bubble’s cap.

As a bubble’s cap gets thinner, the droplets it will spray out when it inevitably bursts become smaller, faster, and more numerous. The team found that a single bacteria-laden bubble can create 10 times more droplets, qui sont 10 times smaller and ejected 10 times faster than what a clean bubble can produce. This amounts to hundreds of droplets that measure only a few dozens of microns and that are emitted at speeds of the order of 10 meters per second.

“The mechanism [Bourouiba] identified is also at work when foam bubbles burst at the surface of the ocean,” says Andrea Prosperetti, a professor of mechanical engineering at the University of Houston, qui n'a pas été impliqué dans la recherche. “The size of these tiny film droplets determines how well they can be picked up and carried by the wind. This process has significant implications for climate and weather. The same basic process affects the health hazards of oil spills in the ocean: Les minuscules gouttes de film transportent des produits chimiques dangereux de l'huile, qui peuvent être inhalées par les personnes et les animaux dans les régions côtières. Alors, ces humbles, minuscules gouttes ont des conséquences hors normes dans de nombreux processus essentiels à la vie « .


La source: http://news.mit.edu, par Jennifer Chu

Sur Marie

Laisser une réponse

Brillamment sûr et Centré sur l'étudiant Plateforme d'apprentissage 2021