北京治疗白癜风大约要花多少钱 http://pf.39.net/bdfyy/bdfjc/150526/4629688.html
每个大朋友在小时候应该都曾经吹过泡泡，炫丽泡泡美好回忆的忘却，并不以为可惜。气泡的吹起、破裂不仅仅可以作为一个游戏，在化工、先进制造、海洋、环境、医学和生命科学等诸多工业领域具有重要价值和广泛的用途。如有些需要大量的发泡，以形成空腔，制备低密度填充物；有些则需要脱泡、消泡，以提高浆料质量。气泡的气液相界面破裂原理是工业界急需探究的重要问题，也是胶体界面化学领域一个重要的基础科学问题。

特别是在导热界面材料、导热灌封材料等高粘稠的热管理材料领域，采用物理的脱泡方法和设备能够积极避免气泡的引入，可以实现材料的均质和脱泡，不仅有效去除材料中的气泡，同时保证了材料分散均匀，确保了产品的一致性。

01

一个小秘密

四百多年前，早期的望远镜镜片还是使用昂贵的大块天然宝石，而不是玻璃。因为当时的玻璃品质极差，不仅里面有杂物气泡，且根本没办法作出完全透明的玻璃。

经过若干年的艰苦努力，人们通过筛选原料、添加染色物等方法终于作出了透明玻璃，但玻璃里面有小气泡的问题却一直悬而未决！

某一天，天才的法国钟表匠纪南童鞋一不小心解决了玻璃里面有气泡的问题，可是这位童鞋敝帚自珍，解决的方法连亲儿子都不告诉！直到死前，纪南才将秘方传给了儿子们，然后他的儿子们子承父志，依然未公开秘方（换我我也不公开哈哈），纪南家族一直保守着这个秘密……

19世纪，德国的阿贝尔童鞋经过艰苦奋斗终于探明了光学玻璃的熔炼秘方，并高价卖给了蔡司公司，蔡司公司沿承祖先遗志，保密工作做得比法国人还好！

时间来到了第一次世界大战期间。光学玻璃作为望远镜、瞄准镜等光学仪器的核心部件，战略价值日益凸显。而这个时候世界上只有法、德两国掌握了这种玻璃的制作工艺。当时的俄国人发现德国的望远镜比自己的好用！枪打的比自己准！战场上挨枪子儿可不是好玩儿的！肿么办？于是，俄国人不得已只好向一个战壕里的法国人求救，法国人受战争形势所迫，亦被俄国人的高昂价码所勾引，在一番你来我往的讨价还价后终于把秘方卖给了俄国人。

俄国人激动万分得打开写有秘方的纸条，只见纸条上写着：

“搅拌”（请忽略俄文是不是这样写的问题）

02

气泡的产生

通过前边的小故事，大家一定了解了“搅拌”是可以让玻璃中气泡透出的方法，答案就是这么简单……然而战斗民族的保密性实在差劲，后来这个答案人尽皆知了。

气泡在自然界广泛存在，具有力量强大、形态变幻莫测等奇妙特点。气泡有很多种，如螺旋桨搅动出的空泡、烧水时冒出的气泡、化学反应产生的气泡等等。

那么，气泡到底是如何产生的呢？

通俗的理解是因为总会存在气体-液体交界面。由于气-液界面存在表面张力，该张力总是倾向于使交界面面积最小，且气体体积确定时面积最小的表面是球体，因此会产生气泡。以导热材料为例，气泡产生的主要原因可能有：（1）高吸油值、质量轻的填料吸附空气，产生气泡；（2）配方中的表面改性剂；（3）在搅拌、分散、研磨、施工过程等空气介入体系中。

早在、年，诺贝尔物理学奖获得者LordRayleigh和著名科学家M.S.Plesset就曾建立了不可压缩流场中单气泡脉动方程，在此基础上，美国科学院院士J.B.Keller和M.Miksis于年推导了可压缩流场中单气泡脉动方程，这些理论在气泡动力学领域发挥了重要作用。

然而，气泡不是孤立的，其力学行为受到边界效应、多气泡、流场环境、重力等许多物理因素的耦合作用，上述因素会导致气泡除了原地脉动，还存在可压缩迁移现象。百余年来，尚未有一个可同时计入上述各种复杂物理因素的气泡统一方程，这一基础科学问题长期以来仍未从根本上得到解决。

年，哈尔滨工程大学张阿漫教授从最基本的数学原理出发，构造了波动方程的移动奇点基本解，计入气泡可压缩迁移效应，经过一系列严密的数学物理演算和实验求证，推导了能够同时计入边界效应、多气泡、环境流场、重力、迁移、可压缩性、粘性力、表面张力等物理因素和条件的、具有优美数学形式的气泡统一方程，从而创立了气泡统一理论，解开了气泡理论的奥秘。

哈尔滨工程大学船舶工程学院张阿漫教授创立的气泡统一方程。

自然界魅力无穷、妙不可言，气泡理论的表达竟然是如此优美的数学方程。通过前述介绍，可以看到影响气泡产生的因素非常之多。而在微纳米气泡领域，根据气泡发生机制，主要可分为加压溶气法、引气诱导法以及电解析出法等方式。

近20多年来，科学家不仅检测到了稳定的纳米气泡，并且发现了它的许多特殊性质，如超长寿命、表面带电、比表面积大、特殊的生物学效应和传质效率高等。同时，它们在水处理、农业、清洗、生物医学等诸多领域表现出巨大的潜力和应用前景。

2.1加压溶气法

原理：将空气或其它气体在一定压力作用下溶解于待处理的原水中，并达到饱和状态，随后降低溶气水的压力，使溶解在其中的气体以微细气泡形式逸出。

随着多相流泵送技术的日益成熟，多相溶气泵越来越多的代替了传统加压溶气系统设备（空压机、填料溶气罐、释气器等复杂且运行能耗较高的设备），在一台多相溶气泵内完成水增压、气体吸入、气体溶解剪切过程，泵出口的液体中就含有大量的微细气泡。多相流泵主要有美国ExterranTM公司的ONYX-MicroBubble泵、德国西门子公司的BriseTMIGF泵、德国Edur公司的溶气泵、日本NIKUNI公司的涡流泵等，其中Edur公司的溶气泵产品线最为丰富、应用最为广泛。多相溶气泵系统配置简单，运行维护方便，但其功耗和泵自身的成本问题不容忽视。

2.2引气诱导法

引气诱导法主要有机械诱导和水力诱导两种方法。机械诱导法主要依靠电动机带动叶轮旋转，工作腔室所产生的负压环境致使气体自动进入，随后完成剪切以产生微气泡。该方法的主要缺点是机械系统所具有的转动部件维护复杂，同时系统无法进行回流操作；且叶轮旋切存在液位控制难度较大、较易出现短流和死流区等不足，同时产生的微气泡粒径与叶轮旋切强度密切相关，微气泡粒径较大且不均匀。

水力诱导法也称射流法，自20世纪80年代末在石化企业中得到了广泛应用。射流法产生微气泡的关键元器件是射流器或高速文丘里管，喉管段水流流速较高、压力较低，致使气体自动进入，随后完成剪切以产生微气泡。射流法的电能消耗低，剪切力较小，不会造成粘附体的破散；但产生的微气泡粒径较大，效率受射流器或高速文丘里管出口孔径的影响较大，对进入喷嘴的水质和压力要求较为苛刻，较小的波动可能会对净化效率造成较大影响。

2.3电解析出法

原理：通过电极电解水的方式产生氢气和氧气来获得微纳米气泡。宏观电极由于气泡的附着效应，电解产生的气泡尺寸都比较大。电解法产生微气泡存在耗能高，气泡产生量小的问题，不利于该技术在实际工业生产中推广应用。

03

气泡的破灭

在各种液体的制造过程或运输过程中，气泡的形成和破裂会给产品的质量带来问题。气泡的破裂似乎是一个简单的、平淡无奇的事情。但恰恰相反，气泡破裂的背后其实隐藏着精美而复杂的物理学过程。

气泡不是简简单单地就化为乌有，一个大气泡会消散于一串小气泡中。在洗碗池中的泡沫和海洋中的泡沫破裂的方式其实是完全一样的。

在年，JamesC.Bird和HowardA.Stone等人认为曲面特性在气泡破裂过程中起着关键的作用。为了使表面积最小化，一个泡沫在接触到固体或液体界面时会接近于半球形，因为这种形状会导致气泡内部压力高于外部，一旦气泡打破平衡（如爆裂），表面张力就会产生一个向内的合力。

绚丽气泡的“破灭人生”奏响了两部曲：第一步，气泡收缩时，作用在气泡上的力会引起泡膜罩住自己，因此在圆环面内陷出一个空气气囊；第二步，表面张力将这个气囊破裂成一串更小的气泡，就像是淋浴头中的细小水流会因表面张力而成为一个个水滴。（Nature,–().

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkyy/6654.html