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
IT之家 10 月 13 日消息，西北工业大学 10 月 12 日发文称，日前，臧渡洋教授团队成功创下吉尼斯世界纪录，制备出“地面上最长寿命气泡”。在声悬浮条件下，气泡保持时间可达到 23 分 36 秒，且在被直径为 0.8 毫米的热铜针穿透时，悬浮气泡仍能保持不破裂。
据介绍，由于气泡独特的界面物理化学性质及其动力学行为，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，其在材料工程、流体物理、生命科学和环境科学等领域都有着广泛的应用前景。然而，由于重力导致的排液以及气泡本身的大比表面积，气泡天生不稳定。
臧渡洋教授研究团队通过深入探索归纳，并最终揭示了声悬浮气泡的超稳定性是由于气泡内外表面的声辐射力显著抑制了重力排液导致的。该研究成果以“Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound”为题发表在国际知名学术期刊 Droplet 上（期刊封面故事），并被 Nature 期刊亮点报道。
该成果首创了通过超声悬浮稳定气泡的新方法，并进一步揭示了造成这种超稳定性的物理机制，实现了在常规重力条件下使气泡保持长时间稳定，达到了媲美空间站中微重力环境抑制排液的效果，提供了适用于气泡及气泡膜研究的空间环境的地面模拟途径。
论文中团队提出，在声悬浮条件下，利用声腔共振机制形成的声悬浮气泡，稳定性得到了显著提升，可以在超声环境下存在超过 15min。即使没有任何表面活性剂的稳定作用，纯水气泡也可以稳定 7min 以上，这比常规气泡的寿命提高了两个数量级以上。
此外，通过实验证明，在声场的稳定作用下气泡甚至能够在针刺等外部扰动下保持稳定。这种超稳定性是由于驻波声场在悬浮气泡的内外表面都提供了独特的声辐射压力分布，这样的声辐射压分布一方面平衡了液体重力，实现了稳定悬浮。另一方面对气泡膜提供了挤压作用，抵消了静水压力，从而抑制了其中的重力排液。声辐射压的分布还可通过改变声场强度来调节，从而得到不同形态的声悬浮气泡。
以此成果为指引，臧渡洋教授课题组制备出了“地面上最长寿命气泡”并创下吉尼斯世界纪录：在声悬浮条件下，气泡保持时间达到 23 分 36 秒。
IT之家从西工大官方获悉，这种无固体表面接触、无化学“污染”、超稳定的声悬浮气泡在科学研究和工业生产中具有极大的应用前景。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；可以作为收集和分析气溶胶颗粒的液基材料；可以作为理想的生物 / 化学反应器，用于晶体生长、细胞培养的液体模板 / 独特的微环境等。
参考资料
更新于：1个月前
上一篇
下一篇猜你喜欢
-
世界鼻子最长的地铁，快如子弹头
日本铁道公司（以下简称“JR东日本”）向外界公开了日本新干线测试车型“ALFA-X”，从本月10日起，日本将对这一列车进行为期三年的测试。据了解，“ALFA-X”共有10节车厢和一个“长尖鼻子”车头，JR东日本计划在2030年前后正式使用该型列车，届时它将以每小时360公里的速度飞驰在日本的铁路上。目前，JR东日本已经在仙台和..
2024-11-15 
国家地理排行榜 世界十大最长的海底隧道：英法海底隧道居榜首，中国3处上榜
海底隧道是拓展城市发展空间、促进经济发展的重要交通方式，它不会妨碍水上船舶的航行，而且不受大风大雾等极端天气的影响。今天巴拉排行榜网小编为大家列出世界十大最长的海底隧道：英法海底隧道居榜首，中国3处上榜，让我们一起来详细了解一下吧。世界十大最长的海底隧道1、英法海底隧道英法海底隧道，又称英吉利海峡隧道..
2024-11-15-
世界上最长的火车长达7353米，八个车头才能拉动
时代的变化日新月异，从前人们只有马车，干什么都很慢，慢慢的进入现代社会，出现了火车，汽车，到了最多就只有十几节甚至更短，不过，在世界吉尼斯纪录上可是没有落下世界上最长的火车。火车长度高达7353米现在出现了高铁，轻轨，飞机等越来越方便的出行方式。因为出行方便快捷，干净等优点，也更为大家所钟爱，但火车在交..
2024-11-13 
国家地理排行榜 世界上最长的滑水道：长达1140米，滑下去要花费4分钟
夏天来了就是要到游乐园玩水。水上乐园能为无数人带来清凉，这为周边没有大江大海的人们提供了绝佳的去处，而且有绝对的安全保障。现在巴拉排行榜网小编为大家介绍世界上最长的滑水道：长达1140米，滑下去要花费4分钟，感兴趣的朋友们一起来了解下吧！世界上最长的滑水道马来西亚槟城ESCAPE主题公园滑水道曾经被吉尼斯世界..
2024-11-13
育儿百科 金鸡独立可以预测寿命吗 坚持金鸡独立有什么好处
金鸡独立可以预测寿命吗发表在《英国运动医学杂志》的一项分析了1702名51至75岁的居民的研究表明，中老年人无法保持单腿站立10秒，则在此后10年内死亡风险增加近一倍。一个人的平衡能力，与体能、肌肉力量及柔韧性不同，通常可以保持到60岁，之后则会相对迅速地减弱。研究显示，约1/5的人不能单腿站立10秒钟。年龄越大，不..
2024-11-13
百科大全 世界上最长的海峡是 奇怪海洋3月31日答案
在世界上有着许许多多的海峡，它们的长度不一，功能和作用也是不一样的，其中世界上最长的海峡备受人们关注。那么是哪个海峡呢？下面小编带来：奇怪海洋3月31日答案。世界上最长的海峡是正确答案：莫桑比克海峡。揭秘：世界上最长的海峡是莫桑比克海峡，莫桑比克海峡位于非洲东南部的莫桑比克和马达加斯加岛之间，呈东北—..
2024-11-12
世界记录 续航2208.719km！一项新的吉尼斯世界纪录在上海诞生
随着混动技术的不断发展，更低的能耗，更远的续航，已成车企比拼的重要指标。2024年陆续有比亚迪、东风、奇瑞、吉利等车企宣布，旗下车型道路实测续航突破2000公里。11月8日，一项新的吉尼斯世界纪录在上海诞生，荣威D7 DMH世界冠军版以2208.719km续航和2.49L/100KM的平均油耗，打破吉尼斯“插电式混合动力轿车单次满油满电..
2024-11-11
世界奇闻 人类探索宇宙最大的障碍，是人类短暂的寿命！
仰望星空，心潮澎湃。浩瀚宇宙中，人类显得如此渺小，却始终怀揣着探索的梦想。站在天文台的观测平台上，透过望远镜看到的满天繁星，真是让人心里明白了什么叫＂沧海一粟＂。别看那些星星闪闪发亮，看起来触手可及，实际上却是棘手得很。就拿最近的比邻星来说，离咱们也有4.25光年远，坐人类最厉害的帕克太阳探测器去那儿，..
2024-11-11