近日，西工大物理科學與技術學院，臧渡洋教授團隊收到了一件特別的快遞，是他們此前獲得的一份吉尼斯世界紀錄證書。
日前，臧渡洋教授團隊成功創下吉尼斯世界紀錄，制備出“地面上最長壽命氣泡”。在聲懸浮條件下，氣泡保持時間可達到23分36秒，且在被直徑為0.8毫米的熱銅針穿透時，懸浮氣泡仍能保持不破裂。、
據了解，氣泡在人們生產生活中是熟悉且不可或缺的重要角色，特別是氣泡膜為許多特定的物理化學過程提供了獨特的傳熱傳質邊界條件和二維柔性約束，其在材料工程、流體物理、生命科學和環境科學等領域都有著廣泛的應用前景。
然而，由于重力導致的排液以及氣泡本身的大比表面積，氣泡天生不穩定。自然界中常見的氣泡往往只能存在數秒且觸之即破。為氣泡增壽成為許多流體物理和軟物質等相關領域學者和工程師的一個饒有興致的挑戰。
臧渡洋教授（中）和團隊學生合影
“超聲既然能使液滴懸浮而不墜落，那能否使氣泡液膜中的液體不往下流動（排液）呢？”在這一問題的驅動下，臧渡洋開始帶領本科生開展超聲“吹泡泡”的興趣實驗。
在一次實驗中，課題組同學偶然發現，聲懸浮條件下液滴可以轉變為氣泡，且聲懸浮氣泡存活時間顯著優于常規氣泡，甚至使用針頭去穿刺仍能夠保持完整。
實驗實拍，聲懸浮氣泡被針頭穿刺仍保持完整
這一突出特性使課題組欣喜異常，并引起了大家極大的科研興趣。“聲場中的氣泡為什么如此“堅固”而長壽？”臧渡洋教授開始組織研究團隊對這一問題展開深入探索歸納，并最終揭示了聲懸浮氣泡的超穩定性是由于氣泡內外表面的聲輻射力顯著抑制了重力排液導致的。
該研究成果以“Extraordinary stability of surfactant-free bubbles suspended in ultrasound”為題發表在國際知名學術期刊Droplet上（期刊封面故事），并被Nature期刊亮點報道。
該成果首創了通過超聲懸浮穩定氣泡的新方法，并進一步揭示了造成這種超穩定性的物理機制，實現了在常規重力條件下使氣泡保持長時間穩定，達到了媲美空間站中微重力環境抑制排液的效果，提供了適用于氣泡及氣泡膜研究的空間環境的地面模擬途徑。
以此成果為指引，臧渡洋教授課題組制備出了“地面上最長壽命氣泡”并創下吉尼斯世界紀錄：在聲懸浮條件下，氣泡保持時間達到23分36秒。
這種無固體表面接觸、無化學“污染”、超穩定的聲懸浮氣泡在科學研究和工業生產中具有極大的應用前景。例如，超穩定氣泡有助于測量液體的表面張力及其流變學性質；可以作為收集和分析氣溶膠顆粒的液基材料；可以作為理想的生物/化學反應器，用于晶體生長、細胞培養的液體模板/獨特的微環境等。
未來，臧渡洋教授課題組將繼續圍繞聲懸浮氣泡開展相關研究，探索氣泡的表面特性及其動力學、熱力學性質等，持續推動相關領域“1→0”反向科研攻關，為聲懸浮氣泡在材料工程、流體物理、生命科學等領域實際應用提供理論支持。
