23分36秒新紀(jì)錄！西工大這項(xiàng)成果如何做到的？

發(fā)布時(shí)間：2024-10-13 00:24 來(lái)源：ITBEAR 作者：柳晴雪

近日，西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院傳來(lái)喜訊，臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)收到了一份特別的快遞——吉尼斯世界紀(jì)錄證書(shū)，表彰他們?cè)跉馀菅芯款I(lǐng)域取得的突破性成就。

臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)下了吉尼斯世界紀(jì)錄，他們制備出的“地面上最長(zhǎng)壽命氣泡”在聲懸浮條件下保持了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，這一成果展示了氣泡研究的新高度。

氣泡，這個(gè)在生產(chǎn)生活中熟悉且不可或缺的角色，其壽命在自然條件下卻十分短暫。為了延長(zhǎng)氣泡的壽命，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，但這種方法不可避免地會(huì)導(dǎo)致氣泡的“污染”，在特定生產(chǎn)條件下并不適用。因此，如何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，成為了亟待解決的問(wèn)題。

臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)從超聲懸浮的現(xiàn)象中獲得了靈感。在一次實(shí)驗(yàn)中，他們偶然發(fā)現(xiàn)聲懸浮條件下液滴可以轉(zhuǎn)變?yōu)闅馀?，且聲懸浮氣泡的存活時(shí)間顯著優(yōu)于常規(guī)氣泡，甚至使用針頭去穿刺仍能保持完整。這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了他們深入探索的興趣。

經(jīng)過(guò)深入研究，臧渡洋教授團(tuán)隊(duì)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。這一研究成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Droplet》上，并受到了《Nature》期刊的亮點(diǎn)報(bào)道。

該成果不僅首創(chuàng)了通過(guò)超聲懸浮穩(wěn)定氣泡的新方法，還進(jìn)一步揭示了造成這種超穩(wěn)定性的物理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了在常規(guī)重力條件下使氣泡保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，達(dá)到了媲美空間站中微重力環(huán)境抑制排液的效果。這一成果為氣泡及氣泡膜研究提供了地面模擬途徑，具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

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”，并成功創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄。這種無(wú)固體表面接觸、無(wú)化學(xué)“污染”、超穩(wěn)定的聲懸浮氣泡在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有極大的應(yīng)用前景。