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【分享】气液界面存在纳米气泡被证实

夜市

2007/05/08

一项由澳大利亚墨尔本大学（University of Melbourne）William Ducker和张学华（Xuehua Zhang，音译）进行的最新研究，直接证实了纳米气泡（nanobubble）的存在。这篇名为“一种纳米尺度的气体状态”（A Nanoscale Gas State）的研究论文，发表在近期的《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。
长期以来，许多科学家怀疑在气体和液体的分界面上存在一种特殊的气体状态——纳米气泡，但一直没有直接的证据来证实这一推测。此外，许多理论证据甚至表明，这种气体状态并不存在。即使存在，这些纳米气泡也会在一秒钟内消失，不会有实际应用价值。
因此，当澳大利亚墨尔本大学教授William Ducker开始对纳米气泡进行研究时，他想到的结果也只有这两个：直接证明纳米气泡不存在，要么存在但很不稳定。然而，结果却让人大吃一惊，以致于Ducker甚至要承认他的实验是“错误”的。纳米气泡不但存在，而且还比之前想象的稳定得多，可以持续数天。Ducker表示，实验证据如此确凿，他不得不改变之前的观点。
Ducker和张学华是利用红外光谱技术，测定了分子的旋转运动状态，证实了其符合气体的运动规律。除此之外，研究小组还测定了纳米气泡的内部压力。Ducker表示，之前的理论认为纳米气泡内压很大，足以使其瞬间破裂消失。但是此次的研究表明，纳米气泡的内部压力并没有想象的那么大，大概与大气压相当，因此，气泡能够维持几天的时间。
对于纳米气泡未来的应用，Ducker认为，在工业上，纳米气泡将节省利用管道抽水时的能量消耗。将同样的纳米气泡布满水管的内壁，将可以减少抽水时的摩擦，从而节省能量和成本。同时，纳米气泡可以被用于日常生活中。Ducker解释说，许多人造产品和自然资源是物质混合形成的，一些情况下我们希望这些物质保持混合，还有些情况我们需要分开它们。这时，我们就可以利用纳米气泡使油性物质和水融合稳定的时间更长。此外，纳米气泡还可以使从油砂中分离出油更加经济和有效率。
Ducker表示，下一步将制造更多统一、密集、持久的纳米气泡覆层材料，从而能够找到一些更有价值的应用

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