近日，西北工業大學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。

氣泡在人們生產生活中是熟悉且不可或缺的重要角色。普通氣泡受到重力的影響，液膜上下的薄厚程度逐漸不均衡，使得氣泡在自然條件下只能短時間存留。

怎么延長氣泡的壽命？

解決此問題，科研人員通常使用表面活性劑或微/納米顆粒等作為穩定劑來抑制重力引起的排液，從而延長氣泡壽命，但化學穩定劑的加入不可避免地會導致氣泡的“污染”，這在特定生產條件下并不適用。

研究學者曾在國際空間站直接利用微重力條件抑制排液，實現了純水氣泡的穩定和較長壽命。空間站實驗雖然可獲得長壽命氣泡，但成本極其昂貴，而且不便于結合其他研究手段進行復雜實驗設計。因此，能否在地面常重力條件下尋找一種不引入化學穩定劑的氣泡穩定方法成為亟待解決的問題。

“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

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，并被《Nature》期刊亮點報道。

圖片Droplet

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。

小小的氣泡有大學問

為科研人員點贊！

西北工業大學、中國青年報