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日常日子中，咱們常常看到許多氣泡，例如番筧氣泡、燒沸的水中上升的蒸汽氣泡和翻開啤酒等飲料時溢出的氣泡等等。圖5 所示是啤酒中的氣泡。咱們對大的氣泡的印象是，它們都不安穩(wěn)，搖一搖瓶子就會消失或隨形成大氣泡跑掉。那么，當氣泡的標準不斷縮小為納米標準，氣泡是否消失得更快，肉眼底子調(diào)查不到它們。啤酒中肉眼可見的氣泡

隨著先進成像技能的開展，如原子力顯微鏡的開展，尤其是其在溶液環(huán)境下納米級成像技能以及多形式操作方法的完善，為觀測和研討知道納米氣泡發(fā)明了條件。2000 年，中國科學院上海使用物理研討所胡鈞課題組和日本的Ishida 等兩個獨立的試驗室各自宣布了用TM-AFM 在試驗中調(diào)查到的固液界面納米氣泡的圖畫。2001 年，澳大利亞的Attard 試驗組也用原子力顯微鏡調(diào)查到了納米氣泡，宣布在重要期刊《物理評論》(Physics Review Letter)上。如圖6 所示，這些圖畫給出了界面納米氣泡直觀的描摹和長時刻安穩(wěn)存在的直接依據(jù)，這些試驗成果引起了極大重視。Chemical & Engineering News 和Physics News Update 等都對此進行了評論，以為“納米氣泡的AFM直接成像對長久以來的一個科學之謎進行了探究和解說”。之后，涌現(xiàn)出許多用原子力顯微鏡調(diào)查納米氣泡的工作。除AFM外的其他手法，如中子反射測定到疏水外表幾個納米的范圍內(nèi)水的濃度比體相中減少了10%—20%，這種現(xiàn)象被解說為是因為界面間存在納米氣層或納米氣泡形成水密度下降。澳大利亞William Ducker等使用紅外光譜分析了二氧化碳納米氣泡在外表的紅外吸收。隨后其他課題組先后使用快速冷凍[18]、原位透射電子顯微鏡、全息內(nèi)反射熒光顯微鏡、干與增強反射顯微鏡等對納米氣泡的根本性質(zhì)進行了研討。

理論上能夠解說納米氣泡的安穩(wěn)性嗎？

調(diào)查到納米氣泡后，人們企圖經(jīng)過理論來解說納米氣泡的安穩(wěn)性。依據(jù)經(jīng)典理論納米氣泡內(nèi)部的壓力很大，其存在的時刻十分短。因而從理論上無法解說這種安穩(wěn)存在。經(jīng)典Laplace 方程的表達式為

ΔP = 2γ/R ，

其間， ΔP 是氣泡表里的壓力差， γ是氣泡和液體的外表張力，R 是氣泡的半徑。依據(jù)Laplace 方程猜測，半徑為10 nm 氣泡內(nèi)部的壓力將到達144大氣壓。這么大的壓強勢必導致氣泡很快溶解到溶液中。Ljunggren 等人依據(jù)菲克第二規(guī)律和Henry規(guī)律核算了溶液中納米氣泡的壽數(shù)，成果表明半徑為10 nm的氮氣氣泡的壽數(shù)只有1 μs。試驗成果和理論核算之間存在著極大的對立。那么，導致這種對立的原因在哪里呢？

人們企圖尋覓全部能夠用來解說納米氣泡安穩(wěn)性的理論和方法。研討者們各持己見，企圖提出多種理論霸占這一難題。Yang 等提出，線張力的存在引起納米氣泡的觸摸角大于楊氏觸摸角，致使氣泡的曲率半徑增大，內(nèi)部的壓強減小，進而延伸了納米氣泡的壽數(shù)；Ducker提出，有一層污染物膜吸附在納米氣泡的外表，下降了外表張力，引起觸摸角異常，氣泡內(nèi)Laplace壓力減小，阻止了氣體分散出納米氣泡，使得納米氣泡壽數(shù)得以延伸；Zhang 等根據(jù)氣體分散理論和Henry 規(guī)律核算了溶液中納米氣泡的壽數(shù)，以為納米氣泡之所以能夠安穩(wěn)存在是源于其內(nèi)部氣體的高密度狀態(tài)；Brenner 等以為納米氣泡的安穩(wěn)性源于進出氣液界面的氣體分子到達動態(tài)平衡；Seddon 等以為納米氣泡內(nèi)部的氣體是Knudsen 氣體(氣體分子之間不存在彼此磕碰)，氣體從三相觸摸線處進入納米氣泡內(nèi)部，補償了分散出氣液界面的氣體，在氣泡頂端和三相觸摸線之間形成了一個氣體環(huán)流，所以納米氣泡能夠安穩(wěn)存在。可是這些理論猜測終究不是被試驗現(xiàn)象推翻就是在解說了一些問題的同時又會引進新的問題，幾乎沒有哪一條理論能夠完美地解說氣泡安穩(wěn)性而被研討者一起認可。

近年來， Zhang 等、Liu 等、Weijs 和Lohse別離提出了三相線錨住理論模型。三相線固定主要是因為基底的幾何或者化學不均勻性引起的。如圖7 所示，因為三相線固定的存在，當氣泡縮短時，氣泡內(nèi)部的壓強會增大；當氣泡成長時，氣泡內(nèi)部的壓強也會變大。即受捆綁的界面納米氣泡的Laplace 壓強總是阻止氣泡的改變以保證其安穩(wěn)性。最近，Lohse 和Zhang又進一步提出納米氣泡的安穩(wěn)性是由三相觸摸線錨住和氣體飽和度一起影響的成果，而且這一理論也能夠很好地解說觸摸角的問題，但需求指出的是，它只適用于單個納米氣泡的狀況，對于多個氣泡依然無法解說。

⑷ 改善溶解氧、透明度，促進生態(tài)系統(tǒng)自主批改，前進水體自凈才能；

⑸ 減小水分子簇締合物，活化水體；

⑹ 活化“土著微生物”，前進生化降解功率；

⑺ 快速殺滅藍藻，通過下降氮磷等營養(yǎng)鹽含量，按捺藍藻；

⑻ 降解浮泥層，促進底泥表面礦化，按捺底泥污染物向水體開釋。