發布時間：2018-12-09 瀏覽量：1639
日常日子中，我們常?？吹皆S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。我們對大的氣泡的印象是，它們都不安穩，搖一搖瓶子就會消失或隨構成大氣泡跑掉。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，肉眼底子查詢不到它們。啤酒中肉眼可見的氣泡
隨著先進成像技術的展開，如原子力顯微鏡的展開，尤其是其在溶液環境下納米級成像技術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明了條件。2000 年，中國科學院上海運用物理研討所胡鈞課題組和日本的Ishida 等兩個獨立的實驗室各自宣布了用TM-AFM 在實驗中查詢到的固液界面納米氣泡的圖像。2001 年，澳大利亞的Attard 實驗組也用原子力顯微鏡查詢到了納米氣泡，宣布在重要期刊《物理評論》(Physics Review Letter)上。如圖6 所示，這些圖像給出了界面納米氣泡直觀的描摹和長時間安穩存在的直接根據，這些實驗效果引起了極大注重。Chemical & Engineering News 和Physics News Update 等都對此進行了評論，認為“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求和說明”。之后，涌現出許多用原子力顯微鏡查詢納米氣泡的作業。除AFM外的其他手法，如中子反射測定到疏水表面幾個納米的范圍內水的濃度比體相中減少了10%—20%，這種現象被說明為是由于界面間存在納米氣層或納米氣泡構成水密度下降。澳大利亞William Ducker等運用紅外光譜分析了二氧化碳納米氣泡在表面的紅外吸收。隨后其他課題組先后運用快速冷凍[18]、原位透射電子顯微鏡、全息內反射熒光顯微鏡、干與增強反射顯微鏡等對納米氣泡的根本性質進行了研討。
理論上可以說明納米氣泡的安穩性嗎？
查詢到納米氣泡后，人們妄圖經過理論來說明納米氣泡的安穩性。根據經典理論納米氣泡內部的壓力很大，其存在的時間非常短。因此從理論上無法說明這種安穩存在。經典Laplace 方程的表達式為
ΔP = 2γ/R ，
其間， ΔP 是氣泡表里的壓力差， γ是氣泡和液體的表面張力，R 是氣泡的半徑。根據Laplace 方程猜想，半徑為10 nm 氣泡內部的壓力將抵達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 等人根據菲克第二規律和Henry規律核算了溶液中納米氣泡的壽數，效果表明半徑為10 nm的氮氣氣泡的壽數只要1 μs。實驗效果和理論核算之間存在著極大的敵對。那么，導致這種敵對的原因在哪里呢？
人們妄圖尋覓悉數可以用來說明納米氣泡安穩性的理論和方法。研討者們各持己見，妄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，內部的壓強減小，進而延伸了納米氣泡的壽數；Ducker提出，有一層污染物膜吸附在納米氣泡的表面，下降了表面張力，引起觸摸角異常，氣泡內Laplace壓力減小，阻止了氣體渙散出納米氣泡，使得納米氣泡壽數得以延伸；Zhang 等根據氣體渙散理論和Henry 規律核算了溶液中納米氣泡的壽數，認為納米氣泡之所以可以安穩存在是源于其內部氣體的高密度狀態；Brenner 等認為納米氣泡的安穩性源于進出氣液界面的氣體分子抵達動態平衡；Seddon 等認為納米氣泡內部的氣體是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部，補償了渙散出氣液界面的氣體，在氣泡頂端和三相觸摸線之間構成了一個氣體環流，所以納米氣泡可以安穩存在。可是這些理論猜想畢竟不是被實驗現象推翻就是在說明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可以完美地說明氣泡安穩性而被研討者一起認可。
近年來， Zhang 等、Liu 等、Weijs 和Lohse分別提出了三相線錨住理論模型。三相線固定主要是由于基底的幾許或者化學不均勻性引起的。如圖7 所示，由于三相線固定的存在，當氣泡縮短時，氣泡內部的壓強會增大；當氣泡生長時，氣泡內部的壓強也會變大。即受綁縛的界面納米氣泡的Laplace 壓強總是阻止氣泡的改變以保證其安穩性。最近，Lohse 和Zhang又進一步提出納米氣泡的安穩性是由三相觸摸線錨住和氣體飽和度一起影響的效果，并且這一理論也可以很好地說明觸摸角的問題，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說明。
⑷ 改進溶解氧、透明度，促進生態系統自主批改，行進水體自凈才能；
⑸ 減小水分子簇締合物，活化水體；
⑹ 活化“土著微生物”，行進生化降解功率；
⑺ 快速殺滅藍藻，經過下降氮磷等營養鹽含量，克制藍藻；
⑻ 降解浮泥層，促進底泥表面礦化，克制底泥污染物向水體開釋。
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