纳米气泡

五、荷叶的自洁
荷叶表面布满许多乳突, 而每个乳突上有许多直径 为200nm左右的突起。 凹陷部分充满着空气, 形成一层纳米级厚度的空气 层。尺寸上远大纳米气泡的雨水在自身的表面张力 作用下形成球状, 水球在滚动中吸附灰尘, 并滚出叶 面。
特 殊 性 质
微纳米量级的液滴、气泡、颗粒和胶囊等微 粒子在科技领域重要的应用价值, 其制备 方法受到越来越 多的关注. 除了常规的物理化学制备方法外, 一些新型的方法正在兴起
二、动态平衡理论
三、杂质理论
稳定性 研 究
认为纳米气泡汽液界 面如果存在一层污染 膜将会降低表面张力 进而降低气相接触角， 同时也阻碍了气泡内 气体像液体中扩散。
稳定性 研 究
此时纳米气泡的密度已经接 近于体相液
四、密度理论
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一、疏水长程作用
特 殊 性 质
疏水长程引力是表面间最基本、最重要的一种作用。 浸 在 水 中 的 两 个 疏 水 固 体 表 面 相 互 靠 近 时, 它们之间在相距较远时就形成很强的吸引作用, 称作 疏水长程引力。
二、流体边界滑移
理论上，流体滑移只在液体不完全浸润的固体表面上 发生。近年研究表明液体在其完全润湿的固体表面也 会滑移。 认为是界面液体汽化形成纳米蒸汽泡导致。 液体是 在气膜上流动 ,而不是直接在固体表面流动。
制备 方法
温差法
利用冷水(4±0.1℃)和热水(25～40℃) 进行替换即温差法制备界面纳米气泡 的方法.温差法能在疏水的高序热解石 墨(HOPG)表面上产生稳定的纳米气 泡.热水温度为38℃左右时达到最大值
制备 方法
流 动 聚 焦 法
流动聚焦是一种毛细 流动现象, 该技术 1998 年被正式提出. 其原理为从毛细管流 出的流体由另一种高 速运动的流体驱动, 经小孔聚焦后形成稳 定的锥形, 在锥型顶 端产生一股微射流穿 过小孔, 射流因不稳 定性破碎成单分散性 的微滴. 可以制备微纳米量级的液 滴、气泡、颗粒和胶囊等微粒子。
制备 方法
一、线张力理论
普遍认为由接触面的表面形貌 不同所致。由于线张力的影响， 纳米气泡实际气相接触角明显 小于杨氏接触角，使曲率半径 增大，气泡内部的压力减小， 进而增加气泡寿命。
稳定性 研 究
稳定性 研 究
在纳米气泡三相接触线处存在等 量气体流入。在接近疏水表面15 埃到2.5埃范围内水的密度减小， 即在靠近固液界面处存在一个气 体富集区域，称为密度空化层 （ddl）。
有直接浸渍法，替换法，温差法，电 化学法，流动聚焦法等
制备 方法
替换法
两个疏水物体浸入液体中的疏水长程引力 （LRHAF）的作用机制中发现的。对这个机 制的争论就没有停止过，目前人们能很好的 理解对有些疏水长程引力是由于有气体物在 液体和疏水的固体界面上存在，这些气体物 被称作纳米气泡。醇水替换被广泛应用并被 证明是能高度重复的在不同基底上获得大量 纳米气泡的有效方法。同样，也能使用其它 有机溶剂与水替换来产生纳米气泡。
纳 米 气 泡
小组成员： 廖家健
周洋 刘军
目 录
1
发现及性状
2 3
4
特殊性质 制备方法
稳定性的研究
从
发 现
性 状
1.表面疏水长程作用 2.经典的DLVO等理论无法解释 3.提出纳米气泡的猜想 4. 2000 年至 2001 年纳米气泡的 原子力显微镜图像的发表
猜想
证实
发 现 性 状
根据杨拉普拉斯公式，50微米为气泡存在的临 界点。 纳米气泡一般指直径为0.1nm到几十微米的气泡。 气泡内的气体可以是水蒸气或不易溶于水的气 体。 直接观察到的纳米气泡形貌各异 , 有圆形或近圆 形也有无规则状。
三、增氧作用
特wk.baidu.com殊 性 质
可以增加水体溶解氧的速率，可以加强表面氧化 反应, 可以提高氧的利用率。 原因：变面积急剧增大，表面能增加。如1.0mm 的气泡分为100nm的气泡，总面积由1.3*10-5变为 0.13m2。表面能也增大10000倍。
四、生物学中的纳米气泡
固液界面纳米气泡对生物吸附可能具有重要影响； 纳米气泡的形成为酶解过程提供能量。