23分36秒 西工大团队制备出“大地上最长命命气泡”

中新网西安10月12日电 (记者 阿琳娜)记者12日从西北工业大学获悉，该校物理科学与本事学院臧渡洋教师团队日前得胜创下吉尼斯天下记载，制备出“大地上最长命命气泡”，在声悬浮条目下，气泡保抓时刻可达到23分36秒，且在被直径为0.8毫米的热铜针穿透时，悬浮气泡仍能保抓不翻脸。

据先容，曩昔气泡受到重力的影响，液膜高下的薄厚进度逐渐不平衡，使得气泡在当然条目下只可短时刻存留。处罚此问题，科研东说念主员时时使用名义活性剂或微/纳米颗粒等手脚沉稳剂来扼制重力引起的排液，从而延迟气泡寿命，但化学沉稳剂的加入不行幸免地会导致气泡的“混浊”，这在特定出产条目下并不适用。

实验实拍，声悬浮气泡被针头穿刺仍保抓齐全。西北工业大学供图

为了研讨不引入化学沉稳剂而赢得长命命气泡的治安，商榷学者曾在外洋空间站径直诓骗微重力条目扼制排液，收尾了纯水气泡的沉稳和较长命命。空间站实验固然可赢得长命命气泡，但资本极其抖擞，况且未便于纠合其他商榷妙技进行复杂实验策画。因此，能否在大地常重力条目下寻找一种不引入化学沉稳剂的气泡沉稳治安成为亟待处罚的问题。

臧渡洋教讲课题组一直围绕软物资和复杂流体开展商榷，相称温雅软物资界面的物理、力学以及化学耦合问题，他早在留学时期便针对气泡物理的基础问题开展商榷。来到西工大，导师魏炳波院士所开辟和发展的声悬浮本事又为臧渡洋教师的气泡商榷提供了翻新引导。

“超声既然能使液滴悬浮而不陨落，那能否负气泡液膜中的液体不往下贱动(排液)呢？”在这一问题的驱动下，臧渡洋开动请示本科生开展超声“吹泡泡”的好奇艳羡好奇艳羡实验。在一次实验中，课题组同学或然发现，声悬浮条目下液滴不错出动为气泡，且声悬浮气泡存活时刻显耀优于老例气泡，以致使用针头去穿刺仍大约保抓齐全。

臧渡洋教师(中)和团队学生合影。西北工业大学供图

这一杰出特质使课题组欢娱额外，并引起了全球极大的科研好奇艳羡好奇艳羡。“声场中的气泡为什么如斯‘坚固’而长命？”臧渡洋教师开动组织商榷团队对这一问题伸开长远探索归纳，并最终揭示了声悬浮气泡的超沉稳性是由于气泡表里名义的声放射力显耀扼制了重力排液导致的。

该商榷后果以“Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound”为题发表在外洋闻名学术期刊Droplet上(期刊封面故事)，并被Nature期刊亮点报说念。

该后果草创了通过超声悬浮沉稳气泡的新治安，并进一步揭示了形成这种超沉稳性的物理机制，收尾了在老例重力条目下负气泡保抓万古刻沉稳，达到了失色空间站中微重力环境扼制排液的效果，提供了适用于气泡及气泡膜商榷的空间环境的大地模拟路线。

论文中团队冷漠，在声悬浮条目下，诓骗声腔共振机制形成的声悬浮气泡，沉稳性得到了显耀提高，不错在超声环境下存在特出15min。即使莫得任何名义活性剂的沉稳作用，纯水气泡也不错沉稳7min以上，这比老例气泡的寿命提高了两个数目级以上。

此外，通过实考据明，在声场的沉稳作用下气泡以致大约在针刺等外部扰动下保抓沉稳。这种超沉稳性是由于驻波声场在悬浮气泡的表里名义齐提供了专有的声放射压力漫衍，这么的声放射压漫衍一方面平衡了液体重力，收尾了沉稳悬浮。另一方面临气泡膜提供了挤压作用，对消了静水压力，从而扼制了其中的重力排液。声放射压的漫衍还可通过改变声场强度来变调，从而得到不同形式的声悬浮气泡。

以而后果为引导，臧渡洋教讲课题组制备出了“大地上最长命命气泡”并创下吉尼斯天下记载：在声悬浮条目下，气泡保抓时刻达到23分36秒。

这种无固体名义构兵、无化学“混浊”、超沉稳的声悬浮气泡在科学商榷和工业出产中具有极大的应用远景。举例，超沉稳气泡有助于测量液体的名义张力过火流变学性质；不错手脚汇集和分析气溶胶颗粒的液基材料；不错手脚理思的生物/化学响应器，用于晶体滋长、细胞培养的液体模板/专有的微环境等。

畴昔，臧渡洋教讲课题组将连续围绕声悬浮气泡开展有关商榷，探索气泡的名义特质过火能源学、热力学性质等，抓续股东有关限制“1→0”反向科研攻关，为声悬浮气泡在材料工程、流体物理、人命科学等限制推行应用提供表面支撑。(完)