首頁>檢索頁>當(dāng)前

        西北工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)制備出“地面上最長(zhǎng)壽命氣泡”

        發(fā)布時(shí)間:2024-10-14 作者:潘子祺 鈕荷雯 馮麗 來源:中國(guó)教育新聞網(wǎng)

        中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊(通訊員 潘子祺 鈕荷雯 記者 馮麗)近日,西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)收到一份吉尼斯世界紀(jì)錄證書——該團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄,制備出“地面上最長(zhǎng)壽命氣泡”。在聲懸浮條件下,氣泡保持時(shí)間可達(dá)到23分36秒,且在被直徑為0.8毫米的熱銅針穿透時(shí)懸浮氣泡仍能保持不破裂。

        氣泡在人們生產(chǎn)生活中是熟悉且不可或缺的重要角色,由于氣泡獨(dú)特的界面物理化學(xué)性質(zhì)及其動(dòng)力學(xué)行為,特別是氣泡膜為許多特定的物理化學(xué)過程提供了獨(dú)特的傳熱傳質(zhì)邊界條件和二維柔性約束,其在材料工程、流體物理、生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。

        然而,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。自然界中常見的氣泡往往只能存在數(shù)秒且觸之即破,這種生命周期短和穩(wěn)定性差的特性極大制約了其在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用及其重要作用的發(fā)揮。因此,為氣泡增壽成為許多流體物理和軟物質(zhì)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者和工程師的一個(gè)挑戰(zhàn)。

        普通氣泡受到重力的影響,液膜上下的薄厚程度逐漸不均衡,使得氣泡在自然條件下只能短時(shí)間存留。解決此問題,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)定劑的加入不可避免地會(huì)導(dǎo)致氣泡的“污染”,這在特定生產(chǎn)條件下并不適用。

        為了探究不引入化學(xué)穩(wěn)定劑而獲得長(zhǎng)壽命氣泡的方法,研究學(xué)者曾在國(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。但成本極其昂貴,而且不便于結(jié)合其他研究手段進(jìn)行復(fù)雜實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。因此,能否在地面常重力條件下尋找一種不引入化學(xué)穩(wěn)定劑的氣泡穩(wěn)定方法成為亟待解決的問題。

        “超聲既然能使液滴懸浮而不墜落,那能否使氣泡液膜中的液體不往下流動(dòng)(排液)呢?”在這一問題的驅(qū)動(dòng)下,臧渡洋開始帶領(lǐng)本科生開展超聲“吹泡泡”的興趣實(shí)驗(yàn)。在一次實(shí)驗(yàn)中,課題組同學(xué)偶然發(fā)現(xiàn),聲懸浮條件下液滴可以轉(zhuǎn)變?yōu)闅馀?,且聲懸浮氣泡存活時(shí)間顯著優(yōu)于常規(guī)氣泡,甚至使用針頭去穿刺仍能夠保持完整。臧渡洋教授組織研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這一問題展開深入探索歸納,并最終揭示了聲懸浮氣泡的超穩(wěn)定性是由于氣泡內(nèi)外表面的聲輻射力顯著抑制了重力排液導(dǎo)致的。

        該研究成果以“Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound”為題發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Droplet上(期刊封面故事),并被Nature期刊亮點(diǎn)報(bào)道。以此成果為指引,臧渡洋教授課題組制備出了“地面上最長(zhǎng)壽命氣泡”并創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄:在聲懸浮條件下,氣泡保持時(shí)間達(dá)到23分36秒。

        圖片1.jpg

        迪尼斯記錄證書。學(xué)校供圖

        圖片2.png

        實(shí)驗(yàn)實(shí)拍,聲懸浮氣泡被針頭穿刺仍保持完整。學(xué)校供圖

        0 0 0 0
        分享到:

        相關(guān)閱讀

        最新發(fā)布
        熱門標(biāo)簽
        點(diǎn)擊排行
        熱點(diǎn)推薦

        工信部備案號(hào):京ICP備05071141號(hào)

        互聯(lián)網(wǎng)新聞信息服務(wù)許可證 10120170024

        中國(guó)教育報(bào)刊社主辦 中國(guó)教育新聞網(wǎng)版權(quán)所有,未經(jīng)書面授權(quán)禁止下載使用

        Copyright@2000-2022 www.pinthepufferfish.com All Rights Reserved.

        京公網(wǎng)安備 11010802025840號(hào)

        亚洲精品国产精品乱码不卡,亚洲综合色88综合天堂,亚洲最的成视频在线观看免费,婷婷五月中文字幕在线精品