Insikter om hur minut, men ändå kraftfull, bubblor som bildas och kollapsar på undervattensytor kan bidra till att göra industriella strukturer som fartygspropellrar mer slitstarka, forskning föreslår.

Superdatorberäkningar har avslöjat detaljer om tillväxten av så kallade nanobubblor, som är tiotusentals gånger mindre än ett stifthuvud.

Fynden kan ge värdefull insikt om skador orsakade på industriella strukturer, såsom pumpkomponenter, när dessa bubblor spricker för att släppa ut små men kraftfulla vätskestrålar.

Denna snabba expansion och kollaps av bubblor, känd som kavitation, är ett vanligt problem inom ingenjörsvetenskap men är inte väl förstått.

Ingenjörer vid University of Edinburgh utarbetade komplexa simuleringar av luftbubblor i vatten, med hjälp av Storbritanniens nationella superdator.

Teamet modellerade atomernas rörelse i bubblorna och observerade hur de växte som svar på små droppar i vattentrycket.

De kunde bestämma det kritiska trycket som behövs för att bubbeltillväxten ska bli instabil, och fann att detta var mycket lägre än vad teorin antyder.

Deras resultat skulle kunna informera utvecklingen av nanoteknik för att utnyttja kraften hos tusentals jetplan från kollapsande nanobubblor, såsom terapier för att rikta in sig på vissa cancerformer, eller för rengöring av högprecisionsteknisk utrustning. Forskare har föreslagit en uppdaterad teori om stabiliteten hos nanobubblor på ytan, baserat på deras fynd.

Deras studie, publiceras i Langmuir , fick stöd av Ingenjörs- och fysikaliska forskningsrådet.

Duncan Dockar, vid University of Edinburghs School of Engineering, sa:"Bubblor bildas rutinmässigt och spricker på ytor som rör sig genom vätskor och det resulterande slitaget kan orsaka motstånd och kritisk skada. Vi hoppas att våra insikter, möjliggjort med komplex datoranvändning, kan hjälpa till att begränsa påverkan på maskinens prestanda och möjliggöra framtida teknologier."