西工大团队制备出“地面上最长寿命气泡”，创吉尼斯世界纪录

电脑系统网 10 月 13 日消息，西北工业大学 10 月 12 最近，臧渡洋教授的团队成功创造了吉尼斯世界纪录，并制备了“地面上寿命最长的气泡”。在声音悬浮的情况下，气泡可以保持时间 23 分 36 秒，直径为 0.8 毫米热铜针穿透时，悬浮气泡仍能保持不破裂。

据报道，由于气泡独特的界面物理化学性质及其动态行为，特别是气泡膜为许多特定的物理化学过程提供了独特的传热传质边界条件和二维柔性约束，在材料工程、流体物理、生命科学和环境科学领域具有广阔的应用前景。然而，由于重力和气泡本身的大比表面积，气泡自然不稳定。

臧渡洋教授的研究小组进行了深入的探索和总结，最终透露，由于气泡内外表面的声辐射明显抑制了重力排液，声悬浮气泡的超稳定性。该研究结果以“研究结果”为基础Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound“题目发表在国际知名学术期刊上 Droplet 上(期刊封面故事) Nature 报道期刊亮点。

该结果首创了超声波悬浮稳定气泡的新方法，进一步揭示了超稳定的物理机制，在传统重力条件下保持气泡长期稳定，达到了空间站微重力环境抑制排水的效果，提供了适合气泡和气泡膜研究的地面模拟方法。

在论文中，团队提出，在声悬浮条件下，声腔共振机制形成的声悬浮气泡显著提高了稳定性，在超声环境下可以超过 15min。即使没有表面活性剂的稳定性，纯水气泡也能稳定 7min 与常规气泡相比，上述气泡的使用寿命提高了两个数量级以上。

此外，实验表明，在声场的稳定性下，气泡甚至可以在针刺等外部干扰下保持稳定。这种超稳定性是由于驻波声场在悬浮气泡的内外表面提供了独特的声辐射压力分布。一方面，这种声辐射压力分布平衡了液体重力，实现了稳定的悬浮。另一方面，它能挤压气泡膜，抵消静水压力，从而抑制重力排液。声辐射压的分布也可以通过改变声场强度来调节，从而获得不同形式的声悬浮气泡。

以这一成就为指导，臧渡洋教授研究小组制作了“地面上寿命最长的气泡”，创造了吉尼斯世界纪录：在声悬浮条件下，气泡的保留时间达到 23 分 36 秒。

从西工大官方了解到，计算机系统网络无固体表面接触，无化学“污染”、在科学研究和工业生产中，超稳定的声悬浮气泡具有很大的应用前景。例如，超稳定气泡有助于测量液体的表面张力及其流变学性质；可作为收集和分析气溶胶颗粒的液基材料；可作为理想的生物学 / 液体模板用于晶体生长和细胞培养的化学反应器 / 独特的微环境等。

参考资料

Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound

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