物理科技生物学-PHYICA

原田志乃跳动的气泡震撼乳液研究

化学 2022-02-01 00:02:07

阿卜杜拉国王科技大学 高速照相机快照和从水-空气界面反弹的气泡模拟可以用来检测痕量的污染物

信用:伊万·瓦卡尔斯基 考斯特的研究人员使用了一些迄今为止发展最快的摄像机,来阐明分子尺度的水面变化如何影响工业规模净化的性能

影响乳液稳定性的一个因素是小气泡或液滴结合成大液滴的速度

Sigurdur Thoroddsen实验室的研究科学家Ivan Vakarelski指出,这种聚结是由气泡大小、碰撞速度和液体表面分子的“自由度”等变量驱动的。

“当液体接触固体时,由于强大的分子力,它们往往会粘在一起

相比之下,暴露在空气中的清洁液体可以相对容易地移动——我们称之为移动界面,”瓦卡尔斯基解释道

“这是决定许多泡沫和乳液性能的基本特性

" 最近,索洛德森和他的团队利用他们在高速成像方面的专业知识,观察了全氟化碳中形成的气泡之间的碰撞。全氟化碳是一种粘度与水相似的液体,可以被提炼到超纯状态

令他们惊讶的是,这些泡沫并没有像预期的那样迅速融合

相反,空气-全氟化碳界面的高迁移率导致气泡在融合前反复相互反弹

考斯特的研究人员正在使用有史以来最快的摄像机来阐明水面的分子尺度变化如何影响工业规模净化的性能

信用:KAUSTIvan Vakarelski 在他们最新的工作中,考斯特研究人员将他们的研究范围扩大到了世界上最重要的液体——水

清洁的空气-水界面应该是可移动的,然而,大量研究表明,它们的分子自由度低,因为它们极易受到污染

为了解决这个难题,瓦卡尔斯基帮助设计了一个实验,使用脂肪酸薄膜完全固定自由水面

然后,他们释放出毫米大小的气泡,这些气泡漂浮到界面上并撞向界面

当反弹气泡的图像与纯净水表面拍摄的图像进行比较时,研究小组发现脂肪酸膜大大降低了反弹的程度

“一个普遍的看法是,一旦水暴露在实验室的大气中,就不可能保持足够干净以至于可以移动,”瓦卡尔斯基说

“然而,我们的研究表明这是不正确的——一个标准的净化装置会产生一个界面,使气泡强烈反弹回来

" 这种方法在乙醇等其他液体中的成功试验表明,气泡分析有助于解决食品加工应用和化学生产中的问题

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