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西北工业大学研究者逆向操作:控制液滴形成气泡

Nature自然科研 2018-09-13 15:59:18 阅读:

一般来说,气泡破裂后会产生液滴,但《自然-通讯》本周的一篇论文Inducing drop to bubble transformation via resonance in ultrasound描述了一种逆向操作的方法——让液滴转变为气泡。这一研究成果有助于找到液-液界面的操纵方式,对软物质制造具有潜在的应用价值。

西北工业大学研究者逆向操作:控制液滴形成气泡

声悬浮液滴从液滴到气泡的转变过程

Zang et al.

声悬浮能让液滴在声波作用下悬浮在空中,是液滴动力学研究的常用技术。声压可以把液滴压扁成很薄的液膜,并诱导屈曲现象,从而实现液滴的变形。

中国西北工业大学的臧渡洋及同事将这些已观察到的现象相结合,以对气泡的形成进行控制。作者先通过声辐射力将液滴压成薄片状的液膜,再通过超声场让液膜弯曲成碗状,内部为共振腔。作者发现,共振会让腔体扩大,并引导周围的液面弯曲,最后收缩成一个闭合的气泡。

西北工业大学研究者逆向操作:控制液滴形成气泡

10ul的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液液滴在悬浮位置Ⅱ随声压增加向下弯曲。

视频来源:邸文丽 与Zehui Zhang

西北工业大学研究者逆向操作:控制液滴形成气泡

通过拖动声悬浮液体膜中央的针弯曲形成泡泡。

视频来源:邸文丽 与Zehui Zhang

西北工业大学研究者逆向操作:控制液滴形成气泡

通过从声悬浮液体膜边缘拖动一个金属环形成泡泡。

视频来源:邸文丽 与Zehui Zhang

作者观察到的这一过程或指出了一条形成气泡的新途径——对于食品、化妆品及制药行业的泡沫制备具有潜在的应用价值。

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