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斯坦福大学研究揭示了泡沫爆裂背后的原理

时间:2021-07-22 18:19:13  来源:  作者:网络转载

  斯坦福大学的研究人员进行了一项涉及高速摄像机的研究,以揭示气泡如何形成并最终破裂。该研究还使用分析模型来揭示一个新的爆裂过程。 研究人员正在研究气泡的爆裂,看上去是很简单的事物,这种研究对于某些行业而言非常有价值,因为气泡在石油、制药和生物反应器行业是不受欢迎的。

  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。斯坦福大学的研究人员也在研究气泡背后的物理学,斯坦福大学的团队与一个国际科学合作组织合作,研究不同种类的气泡是如何破裂的,他们对表面嵌有蛋白质的气泡特别感兴趣,这种气泡在制药业和用于细胞培养的生物反应器中很常见。

  研究小组发现,当用针刺破时,蛋白质气泡像花一样开放。研究员Vinny Chandran Suja说,在研究了这么多年的气泡物理学之后,有一个惊喜是,这是一个出乎意料的美丽现象。泡泡以不同的方式弹出,取决于它们的物理和化学特性,其中一个最重要的特性被称为粘弹性。

  粘弹性是一种介于材料之间的状态,它不是完全的液体,也不是完全的弹性。与传统的肥皂泡不同,他们发现具有液体和固体两种性质的粘弹性气泡会变形,形成模仿花朵绽放的爆裂形状。为了看到爆裂过程的每一步,该团队使用了高速摄像机,每秒操作2万帧,以慢动作捕捉整个过程。

  该团队在实验中把一个金属环浸泡在具有粘弹性的蛋白质溶液中。接下来,他们使用高度控制的气流小心翼翼地在金属环上充气,一旦气泡足够大,它们就会与一根针接触并爆裂。当气泡碰到针头时,表面就会像花瓣一样剥落下来。

  【来源:cnBeta.COM】

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