【ITBEAR】近日，西北工業(yè)大學傳來一則振奮人心的科研消息。臧渡洋教授團隊成功創(chuàng)下吉尼斯世界紀錄，他們制備出的“地面上最長壽命氣泡”在聲懸浮條件下保持時間長達23分36秒，甚至在直徑為0.8毫米的熱銅針穿透時仍能保持不破裂。
氣泡因其在多個領域的廣泛應用前景而備受關(guān)注，但由于其天生的不穩(wěn)定性，相關(guān)研究一直面臨挑戰(zhàn)。臧渡洋教授團隊通過深入探索，揭示了聲懸浮氣泡超穩(wěn)定性的物理機制，即在氣泡內(nèi)外表面的聲輻射力顯著抑制了重力排液。這一研究成果已在國際知名學術(shù)期刊《Droplet》上發(fā)表，并被《Nature》期刊亮點報道。
該團隊的研究不僅首創(chuàng)了通過超聲懸浮穩(wěn)定氣泡的新方法，還實現(xiàn)了在常規(guī)重力條件下使氣泡保持長時間穩(wěn)定，效果媲美空間站中的微重力環(huán)境。這一成果為氣泡及氣泡膜研究提供了地面模擬途徑。
論文中指出，在聲懸浮條件下，利用聲腔共振機制形成的聲懸浮氣泡穩(wěn)定性顯著提升，可以在超聲環(huán)境下存在超過15分鐘。即使沒有任何表面活性劑的穩(wěn)定作用，純水氣泡也可以穩(wěn)定7分鐘以上，這比常規(guī)氣泡的壽命提高了兩個數(shù)量級以上。
實驗還證明，在聲場的穩(wěn)定作用下，氣泡甚至能夠在針刺等外部擾動下保持穩(wěn)定。這種超穩(wěn)定性是由于駐波聲場在懸浮氣泡的內(nèi)外表面都提供了獨特的聲輻射壓力分布，一方面平衡了液體重力，實現(xiàn)了穩(wěn)定懸?。涣硪环矫鎸馀菽ぬ峁┝藬D壓作用，抵消了靜水壓力，從而抑制了其中的重力排液。
臧渡洋教授課題組以此成果為指引，成功制備出了“地面上最長壽命氣泡”并創(chuàng)下吉尼斯世界紀錄。這種無固體表面接觸、無化學“污染”、超穩(wěn)定的聲懸浮氣泡在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有極大的應用前景，如測量液體的表面張力及其流變學性質(zhì)、作為收集和分析氣溶膠顆粒的液基材料、作為理想的生物/化學反應器等。
