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超声“吹”出地球上最“龟龄”气泡

2024-10-30 12:01    点击次数:128

超声“吹”出地球上最“龟龄”气泡

原标题:超声“吹”出地球上最“龟龄”气泡

液膜被铜针穿透时仍能保握不闹翻。 受访者供图

液膜被铜针穿透时仍能保握不闹翻。 受访者供图

近日,西北工业大学物理科学与技巧学院栽培臧渡洋团队告捷制备出地球上最“龟龄”气泡,在声悬浮条目下气泡保握时刻可达23分36秒,且在被直径0.8毫米的热铜针穿透时,悬浮气泡仍能保握不闹翻。联系商榷论文发表于海外期刊《液滴》,且被《当然》杂志“亮点商榷”栏目报说念。该后果还创下吉尼斯宇宙记载。

气泡“增寿”面对难题

气泡因其私有的界面物理化学性质及能源学步履,十分是气泡膜可为好多特定的物理化学经过提供私有的传热传质规模条目和二维柔性不断,在材料工程、流体物理、人命科学和环境科学等规模有广袤应用出路。

不外,由于重力导致的排液以及气泡自己的大比名义积,气泡天生不踏实。臧渡洋先容,当然界中常见的气泡只可存在数秒,而且触之即破,人命周期短、踏实性差的特质极大制约了其在坐蓐生涯中的应用。为气泡“增寿”,成为流体物理和软物资等规模学者和工程师面对的挑战。

科研东说念主员时常使用名义活性剂或微/纳米颗粒等动作踏实剂来扼制重力引起的排液,从而延迟气泡寿命。但化学踏实剂的加入会不能幸免地导致气泡被“混浊”,因此在特定坐蓐条目下,这一秩序并不适用。

为了讨论不引入化学踏实剂而得回“龟龄”气泡的秩序,商榷东说念主员曾在海外空间站径直运用微重力条目扼制排液,杀青了纯水气泡的踏实和较龟龄命。那么,能否在大地常重力条目下寻找不引入化学踏实剂的气泡踏实秩序?这成为亟待惩处的问题。

无意发现踏实泡泡

臧渡洋团队恒久围绕软物资和复杂流体开展商榷,其导师中国科学院院士、西北工业大学栽培魏炳波所缔造和发展的声悬浮技巧为气泡商榷提供了新的指导。

声悬浮即是运用辐照端与反射端间的驻波声场,使液滴等物体在空中悬浮起来,而不会陨落。这是因为波节点处的声辐射力不错均衡物体的重力,使物体保握悬浮状况。

在开展超声“吹泡泡”的兴致实践时,臧渡洋团队成员提议了一个设思:“既然超声能使液滴悬浮而不陨落,那么它是否相通能结巴气泡液膜内的液体向卑劣动呢?”实践经过中,他们无意发现,在声悬浮条目下,液滴能回荡为气泡,况兼这些声悬浮气泡的存活时刻昭着长于旧例气泡。更令东说念主齰舌的是,即便使用针头进行穿刺,这些气泡仍能保握好意思满性。

声场中的气泡为怎样此“坚固”且“龟龄”?臧渡洋团队发现,声悬浮气泡膜内的重力排液被显赫扼制了,从而赋予声悬浮气泡超踏实性。

“这种超踏实性是由于声场在悬浮气泡表里名义所造成的私有声辐射压漫步。这么的声辐射压漫步均衡了液体重力,杀青了气泡的踏实悬浮,还对气泡膜施加了挤压作用。这一作用对消了静水压力,从而扼制了气泡膜中的重力排液风物。”臧渡洋说,通过改革声场强度,还不错调养声辐射压漫步,从而得到阵势辩认的声悬浮气泡。

据了解,这种无固体名义来往、无化学“混浊”、超踏实的声悬浮气泡有望平庸应用于诸多规模。翌日,臧渡洋团队将连接围绕声悬浮气泡开展联系商榷,探索气泡的名义特质及能源学、热力学性质,为声悬浮气泡在材料工程、流体物理、人命科学等规模的内容应用提供表面救援。

(记者 王禹涵)



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