西工大科研團(tuán)隊(duì)成功制備出地球上最“長(zhǎng)壽”氣泡

近日，西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授臧渡洋團(tuán)隊(duì)成功制備出地球上最“長(zhǎng)壽”氣泡，在聲懸浮條件下氣泡保持時(shí)間可達(dá)23分36秒，且在被直徑0.8毫米的熱銅針穿透時(shí)，懸浮氣泡仍能保持不破裂。相關(guān)研究論文發(fā)表于國(guó)際期刊《液滴》，且被《自然》雜志“亮點(diǎn)研究”欄目報(bào)道。該成果還創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄。 +0g L!r  
氣泡“增壽”面臨難題 Fx )BMP  
氣泡因其獨(dú)特的界面物理化學(xué)性質(zhì)及動(dòng)力學(xué)行為，特別是氣泡膜可為許多特定的物理化學(xué)過(guò)程提供獨(dú)特的傳熱傳質(zhì)邊界條件和二維柔性約束，在材料工程、流體物理、生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。 -_ <z_IL\%  
不過(guò)，由于重力導(dǎo)致的排液以及氣泡本身的大比表面積，氣泡天生不穩(wěn)定。臧渡洋介紹，自然界中常見(jiàn)的氣泡只能存在數(shù)秒，而且觸之即破，生命周期短、穩(wěn)定性差的特性極大制約了其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。為氣泡“增壽”，成為流體物理和軟物質(zhì)等領(lǐng)域?qū)W者和工程師面臨的挑戰(zhàn)。 vX|
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科研人員通常使用表面活性劑或微/納米顆粒等作為穩(wěn)定劑來(lái)抑制重力引起的排液，從而延長(zhǎng)氣泡壽命。但化學(xué)穩(wěn)定劑的加入會(huì)不可避免地導(dǎo)致氣泡被“污染”，因此在特定生產(chǎn)條件下，這一方法并不適用。 "NtY[sT{V  
為了探究不引入化學(xué)穩(wěn)定劑而獲得“長(zhǎng)壽”氣泡的方法，研究人員曾在國(guó)際空間站直接利用微重力條件抑制排液，實(shí)現(xiàn)了純水氣泡的穩(wěn)定和較長(zhǎng)壽命。那么，能否在地面常重力條件下尋找不引入化學(xué)穩(wěn)定劑的氣泡穩(wěn)定方法？這成為亟待解決的問(wèn)題。 $rm/{i_7  
偶然發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定泡泡 T,h9xl9i  
臧渡洋團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞軟物質(zhì)和復(fù)雜流體開(kāi)展研究，其導(dǎo)師中國(guó)科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)教授魏炳波所建立和發(fā)展的聲懸浮技術(shù)為氣泡研究提供了新的指引。 il% u)NN  
聲懸浮就是利用發(fā)射端與反射端間的駐波聲場(chǎng)，使液滴等物體在空中懸浮起來(lái)，而不會(huì)墜落。這是因?yàn)椴ü?jié)點(diǎn)處的聲輻射力可以平衡物體的重力，使物體保持懸浮狀態(tài)。 9PdD