沸水中的微泡动力学启用精确的流体操纵

一个看着的锅永远不会沸腾,说老话,但是我们许多人至少一直注视着锅,等待起泡的开始。终于看到滚动沸腾的沸腾是令人满意的,在复杂的物理机制正在发挥作用的背后。

来源:英国物理学家网首页
通过控制气泡之间的距离,研究人员成功地改变了两个气泡振动的同步状态和频率。学分:京都/纳穆拉实验室

一个看着的锅永远不会沸腾,说老话,但是我们许多人至少一直注视着锅,等待起泡的开始。终于看到滚动沸腾的沸腾是令人满意的,在复杂的物理机制正在发挥作用的背后。

发生这种情况时,形成形状和大小的气泡会不断变化。这些动态运动会影响周围的流体流动,从而影响从热源到水的传热效率。

气泡 热源

在高速和频率下操纵少量液体对于处理医学和化学领域(例如细胞分选中)中的大量样品至关重要。微泡振动可以产生流量和声波,以帮助液体操纵。但是,多个气泡的集体行为和相互作用知之甚少,因此它们的应用受到限制。

集体行为

京都大学的一组研究人员为了更好地理解气泡行为,已经开发了一种实验设置,以精确调整微泡之间的距离,并采用激光光到光热脱气的水。该论文发表在《小杂志》上。

激光 已发布

“我们能够通过简单地调整气泡的布置来建立一种新的方法来从根本上改变液体流量,”第一作者Xuanwei Zhang说。

信用:小(2025)。 doi:10.1002/smll.202408979

团队成功地产生了两个气泡,这些气泡的直径约为10微米,这些气泡自发振动在亚级别的频率下,研究了它们的振动如何相互影响。使用这种设备,研究人员能够精确控制子级频率和周围流动频率下气泡的快速运动。

振动 频率 声波