近日,西北工业大学传来振奋人心的科研捷报,该校臧渡洋教授团队成功突破技术壁垒,创造了一项令人瞩目的世界纪录——制备出地球上保持时间最长的气泡。在独特的声悬浮环境下,这一气泡奇迹般地维持了23分36秒的完整形态,即便遭遇直径仅0.8毫米的热铜针穿刺,依旧坚韧不破,展现了非凡的稳定性。
这一成果不仅是对气泡物理学领域的重大贡献,更预示着气泡在材料科学、生命科学及环境科学等多个领域的广泛应用前景。传统上,由于重力和大比表面积的影响,气泡极难长时间保持稳定。臧渡洋教授团队通过深入研究,发现声悬浮技术能显著抑制重力排液,从而赋予气泡前所未有的稳定性。他们的研究论文《无表面活性剂气泡在超声中的非凡稳定性》在权威期刊《Droplet》上发表,并荣登封面,同时获得《Nature》的亮点报道。
研究揭示,声悬浮技术利用声腔共振机制,在气泡内外表面形成独特的声辐射压力分布,这种分布不仅平衡了液体重力,还通过挤压气泡膜抵消了静水压力,有效阻止了重力排液,使气泡在无任何化学添加剂的情况下也能稳定存在超过7分钟,远超常规气泡的寿命。研究还展示了通过调节声场强度,可以塑造出不同形态的声悬浮气泡,为科学研究提供了全新的工具和平台。
臧渡洋教授团队的这一创新成果,不仅为气泡物理学增添了新的篇章,也为材料制备、生物反应器设计等领域开辟了新的可能性。例如,超稳定气泡可用于精确测量液体表面张力及流变学特性,作为气溶胶颗粒的收集和分析载体,以及作为晶体生长和细胞培养的微环境模板。这种无接触、无污染的气泡稳定技术,无疑将在科学研究和工业生产中发挥重要作用。