高校诞生一吉尼斯世界纪录!“地面上最长寿”,长达……

发布者:江天一览 2024-10-13 09:12

近日

西工大物理科学与技术学院

臧渡洋教授团队

收到了一件特别的快递

是他们此前获得的

一份吉尼斯世界纪录证书

日前

臧渡洋教授团队

成功创下吉尼斯世界纪录

制备出“地面上最长寿命气泡”

在声悬浮条件下

气泡保持时间可达到23分36秒

且在被直径为0.8毫米的热铜针穿透时

悬浮气泡仍能保持不破裂

据了解,气泡在人们生产生活中是熟悉且不可或缺的重要角色,特别是气泡膜为许多特定的物理化学过程提供了独特的传热传质边界条件和二维柔性约束,其在材料工程、流体物理、生命科学和环境科学等领域都有着广泛的应用前景。

然而,由于重力导致的排液以及气泡本身的大比表面积,气泡天生不稳定。自然界中常见的气泡往往只能存在数秒且触之即破。为气泡增寿成为许多流体物理和软物质等相关领域学者和工程师的一个饶有兴致的挑战。

怎么延长气泡的寿命?

普通气泡受到重力的影响,液膜上下的薄厚程度逐渐不均衡,使得气泡在自然条件下只能短时间存留。

能否在地面常重力条件下寻找一种不引入化学稳定剂的气泡稳定方法成为亟待解决的问题。

臧渡洋教授(中)和团队学生合影

“超声既然能使液滴悬浮而不坠落,那能否使气泡液膜中的液体不往下流动(排液)呢?”在这一问题的驱动下,臧渡洋开始带领本科生开展超声“吹泡泡”的兴趣实验。

在一次实验中,课题组同学偶然发现,声悬浮条件下液滴可以转变为气泡,且声悬浮气泡存活时间显著优于常规气泡,甚至使用针头去穿刺仍能够保持完整。

实验实拍,声悬浮气泡被针头穿刺仍保持完整

这一突出特性使课题组欣喜异常,并引起了大家极大的科研兴趣。“声场中的气泡为什么如此“坚固”而长寿?”臧渡洋教授开始组织研究团队对这一问题展开深入探索归纳,并最终揭示了声悬浮气泡的超稳定性是由于气泡内外表面的声辐射力显著抑制了重力排液导致的。

该研究成果以“Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound”为题发表在国际知名学术期刊Droplet上(期刊封面故事),并被Nature期刊亮点报道。

该成果首创了通过超声悬浮稳定气泡的新方法,并进一步揭示了造成这种超稳定性的物理机制,实现了在常规重力条件下使气泡保持长时间稳定,达到了媲美空间站中微重力环境抑制排液的效果,提供了适用于气泡及气泡膜研究的空间环境的地面模拟途径。

以此成果为指引,臧渡洋教授课题组制备出了“地面上最长寿命气泡”并创下吉尼斯世界纪录:在声悬浮条件下,气泡保持时间达到23分36秒。

这种无固体表面接触、无化学“污染”、超稳定的声悬浮气泡在科学研究和工业生产中具有极大的应用前景。例如,超稳定气泡有助于测量液体的表面张力及其流变学性质;可以作为收集和分析气溶胶颗粒的液基材料;可以作为理想的生物/化学反应器,用于晶体生长、细胞培养的液体模板/独特的微环境等。

未来,臧渡洋教授课题组将继续围绕声悬浮气泡开展相关研究,探索气泡的表面特性及其动力学、热力学性质等,持续推动相关领域“1→0”反向科研攻关,为声悬浮气泡在材料工程、流体物理、生命科学等领域实际应用提供理论支持。

小小的气泡有大学问

为科研人员点赞!

中国青年报(ID:zqbcyol 整理:陈垠杉)来源:西北工业大学(作者:潘子祺 钮荷雯)

大家都在看

  • 中国小将,打破世界纪录

    中国小将,打破世界纪录 2024年世界举重锦标赛,李闫破抓举世界纪录揽三金世界举重锦标赛今天凌晨在巴林闭幕,在女子87公斤以上级比赛中,中国小将李闫包揽抓举、挺举和总成绩全部三枚金牌的同时,还创造了该级别新的抓举世界纪录。女子87公 ... 世界记录12-16

  • 2024年世界举重锦标赛 李闫破抓举世界纪录揽三金

    2024年世界举重锦标赛 李闫破抓举世界纪录揽三金 世界举重锦标赛今天凌晨在巴林闭幕,在女子87公斤以上级比赛中,中国小将李闫包揽抓举、挺举和总成绩全部三枚金牌的同时,还创造了该级别新的抓举世界纪录。女子87公斤以上级是本届举重世锦赛中国队参加的最后一个级 ... 世界记录12-16

  • 诞生30项世界纪录 布达佩斯短池游泳世锦赛收官

    诞生30项世界纪录 布达佩斯短池游泳世锦赛收官 当地时间15日晚,第十七届短池游泳世锦赛在匈牙利布达佩斯闭幕。本届世锦赛上,短池世界纪录共有30次被刷新,创纪录数超过2014年多哈世界短池锦标赛。收官日当天,覃海洋在最后时刻逆转夺得男子50米蛙泳金牌,唐钱婷 ... 世界记录12-16

  • 打破抓举世界纪录!举重世锦赛李闫包揽三金

    打破抓举世界纪录!举重世锦赛李闫包揽三金 当地时间12月15日,在巴林举重世锦赛女子87公斤以上级比赛中,首次参加世锦赛的20岁中国小将李闫表现出色,她以抓举149公斤、挺举175公斤和总成绩324公斤包揽抓举、挺举和总成绩三枚金牌。她的抓举成绩还打破了奥运 ... 世界记录12-16

  • 短池世锦赛:世界纪录六次刷新 沃尔什摘第五金

    短池世锦赛:世界纪录六次刷新 沃尔什摘第五金 新华社布达佩斯12月14日电(记者刘旸、陈浩)14日,在2024布达佩斯短池游泳世锦赛上,短池世界纪录六次被刷新,美国名将格蕾琴·沃尔什两次打破世界纪录,夺得在本届赛事上的第五枚金牌。12月14日,美国选手格蕾琴· ... 世界记录12-15

  • 震撼!全球惊奇的10个世界纪录,你能挑战其中的一个吗?

    震撼!全球惊奇的10个世界纪录,你能挑战其中的一个吗? 全球纪录常常给人以震撼,让人对人类的极限和潜力产生无尽的好奇。金块、长发、跳远,每一个纪录都展现了人类在极限挑战中的勇气与智慧。你是否有过挑战自我、突破极限的梦想?一、重达250公斤的金块是一个让人难以 ... 世界记录12-15

  • 短池游泳世锦赛单日5项世界纪录告破,沃尔什本届已破8次世界纪录

    短池游泳世锦赛单日5项世界纪录告破,沃尔什本届已破8次世界纪录 短池游泳世锦赛倒数第二个比赛日今天凌晨进行,一个比赛日内共有5项世界纪录被打破。本届短池游泳世锦赛已经创造24项世界纪录,超越10年前的多哈短池游泳世锦赛,成为创造世界纪录最多的一届。本届比赛,美国选手格 ... 世界记录12-15

  • 短池游泳世锦赛沃尔什三破世界纪录

    短池游泳世锦赛沃尔什三破世界纪录 13日,在2024布达佩斯短池游泳世锦赛的比赛中,美国选手频破短池世界纪录,其中格雷琴·沃尔什在两个项目中三次打破世界纪录。截至目前,美国队以13金8银5铜的成绩领跑奖牌榜。12月13日,美国选手格雷琴·沃尔什在女 ... 世界记录12-15

  • 短池世锦赛:唐钱婷和覃海洋夺冠!三项世界纪录诞生

    短池世锦赛:唐钱婷和覃海洋夺冠!三项世界纪录诞生 12月12日,在2024布达佩斯短池游泳世锦赛上,中国蛙泳名将覃海洋、唐钱婷分别在男、女100米蛙泳决赛中折桂,为中国队赢得两枚金牌。当天,三项短池世界纪录被刷新。12月12日,唐钱婷(下)在决赛中。当日,在2024布 ... 世界记录12-14

  • 凉山悬崖村,荣获吉尼斯纪录!

    凉山悬崖村,荣获吉尼斯纪录! 封面新闻记者 罗石芊 图据凉山文旅集团12月10日,悬崖村天空之谷“勇敢者行动”天梯攀爬活动在四川凉山州昭觉县悬崖村举行,来自全国各地的户外运动爱好者和游客汇聚于此,共同见证悬崖村钢梯被授予“海拔跨度最大的 ... 世界记录12-13