Dla mnie aerozol to substancja zamkniêta pod ci¶nieniem w puszce. Czy tym siê Pan zajmuje?
– Aerozol powstaje wtedy, gdy cz±stki jakiegokolwiek materia³u w postaci kropel czy rozdrobnionej fazy sta³ej przechodz± do powietrza i zawieszone s± w nim w miarê trwale, to znaczy nie opadaj± zbyt szybko. £atwo sobie wyobraziæ sytuacjê, gdy py³ wzbudzony wiatrem wzlatuje w powietrze, ale gdy wiatr ucichnie, natychmiast opada, separuje siê. S± jednak tak drobne cz±stki, które w gazie zawieszone s± w sposób trwa³y. Czas ich sedymentacji, czyli opadania, jest bardzo d³ugi. Taki uk³ad sk³ada siê z dwóch faz: ci±g³ej, czyli powietrza oraz rozproszonej, czyli cz±stek trwale rozmieszczonych w gazie. To jest aerozol.
Dlaczego zainteresowa³y Pana aerozole?
– Aerozole powstaj± samoczynnie przy silnych ruchach powietrza – cz±stki fazy sta³ej s± porywane lub rozpraszane w powietrzu. Dym jest form± aerozolu. W zasadzie ca³y czas jeste¶my zanurzeni w aerozolu, bo przecie¿ powietrze, które nas otacza, nie jest czyst± mieszanin± gazów. Chcieliby¶my byæ w sposób naturalny zanurzeni w czystym powietrzu, jako ¼ródle tlenu dostarczanego do p³uc, a potem do krwi, do hemoglobiny, aby j± utlenowiæ. Jednak na skutek dzia³alno¶ci natury i cz³owieka powietrze wype³nione jest mnóstwem ma³ych cz±stek – najwiêksze z nich widzimy czasami w strumieniu ¶wiat³a, które wpada do pomieszczenia przez szparê w drzwiach czy oknie.
Najpierw zajmowa³ siê Pan cieczami. Do aerozoli przeszed³ Pan w Ameryce podczas stypendium podoktorskiego. Tam zrodzi³o siê odkrycie, które po latach sta³o siê podstaw± zbudowania filtrów do silników z zap³onem samoczynnym.
– W Ameryce na „postdoku” zaj±³em siê separacj± tych uk³adów, czyli rozdzielaniem cz±stek, które zawieszone s± w powietrzu, od gazu. Celem takiej operacji mo¿e byæ zebranie cennych cz±stek b±d¼ oczyszczenie z nich powietrza. Trzeba zatem stworzyæ przegrodê, przez któr± przepu¶cimy aerozol. Musi ona z jednej strony zatrzymaæ cz±stki, a z drugiej strony wypu¶ciæ czyste powietrze. Taki jest cel filtracji.
Wtedy pojawia siê nazwa „dendryty”?
– Gdy w 1978 r. przyjecha³em do Houston, zaczêto mówiæ o nanostrukturach. Ju¿ wówczas interesowali¶my siê cz±stkami o wymiarach nanometrycznych. Tak czystego ¶rodowiska wymaga³y wysokie technologie. Problem stanowi³o wówczas identyfikowanie zw³aszcza niewielkich cz±stek w uk³adach rzeczywistych, czyli gdy zawieszone s± w gazie. Nie by³o do tego przyrz±dów. Gdyby te cz±stki zosta³y wy³apane, mo¿na by je by³o zbadaæ pod mikroskopem elektronowym. Za³o¿yli¶my, ¿e chcemy zbadaæ cz±stki submikronowe w aerozolach. Dotychczas w sposób wiarygodny za pomoc± przyrz±dów optycznych, na przyk³ad laserowych liczników cz±stek, obserwuje siê cz±stki o wielko¶ci powy¿ej 0,3 mikrometra. To jest odleg³o¶æ wspó³mierna do d³ugo¶ci fali ¶wietlnej. Mówi siê, ¿e jak czego¶ nie widaæ, to tego nie ma. Tymczasem mo¿e to byæ jedynie wynikiem niedoskona³o¶ci naszych narzêdzi pomiarowych. Powsta³y nowe techniki pomiarowe, tak zwane liczniki kondensacyjne. Ich praca polega na tym, ¿e ma³e cz±stki nanometryczne w sposób kontrolowany, czyli przy zdefiniowanych warunkach termodynamicznych, wprowadza siê do uk³adu, w którym znajduje siê para nasycona jakiego¶ zwi±zku. Cz±stka, przechodz±c przez warstwê pary nasyconej powoduje, ¿e ta para na niej kondensuje. Cz±stka ro¶nie. Czekamy a¿ bêdzie tak du¿a, by mo¿na j± zmierzyæ licznikiem optycznym. A poniewa¿ znamy dobrze proces kondensacji i substancjê, która siê kondensowa³a na cz±stce, mo¿emy, id±c niejako do ty³u, obliczyæ pierwotn± wielko¶æ nanocz±stki.(...)