西北工业大学物理科学与技术学院团队制备出的“地面上最长寿命气泡”

近日，西北工业大学物理科学与技术学院的臧渡洋教授团队迎来了一个令人振奋的消息。他们收到了一份来自吉尼斯世界纪录认证中心的特别快递——一份权威的吉尼斯世界纪录证书。该证书是对团队一项突破性成果的认可：他们成功制备出了“地面上最长寿命气泡”。这个气泡在声悬浮技术的辅助下，能够保持悬浮状态长达23分36秒。更令人惊叹的是，即便是在被直径仅为0.8毫米的热铜针刺穿的情况下，这个悬浮气泡依然能够奇迹般地保持完整，不发生破裂。这一成就不仅刷新了现有的记录，也展现了团队在材料科学和物理技术领域的卓越实力。

在人们的生产生活中，气泡作为一种既熟悉又至关重要的元素，扮演着不可或缺的角色。气泡所特有的界面特性，使其在材料工程、流体物理、生命科学以及环境科学等多个领域展现出巨大的应用潜力。然而，气泡的存在却天生带有不稳定性。在自然界中，我们常见的气泡往往只能维持数秒，轻轻一碰便破碎，这种短暂的生命周期和较差的稳定性，在很大程度上限制了其在实际生产生活中的广泛应用。因此，如何延长气泡的寿命，成为流体物理、软物质等众多相关领域的研究热点和“兴趣点”。

受重力影响，普通气泡液膜上下的薄厚程度逐渐不均衡，使气泡在自然条件下只能短时间存留。通常，科研人员使用表面活性剂或微/纳米颗粒等作为稳定剂，以抑制重力引起的排液现象，从而延长气泡寿命。然而，化学稳定剂的加入不可避免地会导致气泡的“污染”，这在特定生产条件下并不适用。

为了探究不引入化学稳定剂而获得长寿命气泡的方法，研究学者曾在国际空间站直接利用微重力条件抑制排液，实现了纯水气泡的稳定和较长寿命。这样的方法，虽然可获得长寿命气泡，但成本极其昂贵，且不便于结合其他研究手段进行复杂实验设计。因此，能否在地面常重力条件下寻找一种不引入化学稳定剂的气泡稳定方法成为亟待解决的问题。

臧渡洋教授课题组长期围绕软物质和复杂流体开展研究，特别关注软物质界面的物理、力学以及化学耦合问题。在西工大，导师魏炳波院士所建立和发展的声悬浮技术，为臧渡洋教授的气泡研究提供了创新指引。

既然超声波能够使液滴保持悬浮状态而不落回，那么它是否也能阻止气泡液膜中的液体向下流动(即排液)呢?带着这一疑问，臧渡洋带领本科生们开展了关于超声波“吹泡泡”的探索性实验。

在某个实验过程中，研究团队的成员意外观察到：在声悬浮状态下，液滴能转化为气泡形态，并且这些声悬浮气泡的存活期相较于普通气泡有显著提升，即便用针头尝试穿刺，它们也能保持完好无损。