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新悬浮技术让液滴在水面漂浮可清除海洋油污
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据《新科学家》杂志报道，某些音乐的颤音，振动和轰鸣现象已经促使比利时的物理学家们研究出一种新型悬浮技术。目前，这种技术只能用于处理非常细小的液滴，但是，它却为解决生物实验中样品污染和海洋漏油污染问题开启了一道新的大门。 比利时列日大学的研究员着手再造水滴从扬声器上溅出的方式，而该扬声器随着贝斯同时振动。他们使用油浴振动来代替扬声器，因此释放出来宽度达1毫米的高粘度油的液滴。 气垫在油浴过程中，油会以一定的频率振动——约为110赫兹。此时，液滴能弹跳起来并在置于其上的气垫上来回滚动。根据一个简短的视频片段显示，悬浮的液滴能来回滚动并迅速弹跳起来。 之所以会出现这种现象，是因为液滴在不停地将底下的空气推开，如此，它就能顺利地滴落下来。但是，当油浴正在以一定的频率振动时，其表面会出现一层气体共振层。这种气体共振层很难被推开。液滴在油浴表面四处漂浮，但是根本不会沾到油浴表面。两者之间的距离约为150毫微米到1.5厘米 。 研究小组成员史蒂芬-多博洛说：“我们第一次在这种系统中观察到自发的滚转运动”。产生悬浮现象的最佳状态就是油浴的粘度高于液滴。如此一来，当研究员将气垫置于油面上方时，油面就不会出现由液滴弹跳引起的波纹。此外，该研究小组试验将水滴置于油面之上，此举达到了类似结果。比利时列日大学特里斯坦-基莱说：“这是一种传送液滴的好办法”。他指出，其他的液体，例如汗水，眼泪或可溶于水的化学试剂，也能达到同样的效果。Gilet说：“甚至，我们可以将弹跳液滴与包含实验室试剂的液滴相碰撞。举例来说，包含酸或染料的实验室试剂。你可以把其他液滴加到实验用的液体中去。它们会一起进行弹跳运动直至凝聚在一起。在这种新的大弹跳液滴中，你们可以观察到发生的化学反应。” 平时，我们在处理微小样本时，通常会使用刻有小凹槽的微流薄片。但是，薄片的清理工作就不那么容易了。同时，在实验正式开始前，我们也很难保证样本不会混合在一起。而这种弹跳液滴就提供了一种迂回解决该难题的方法。 来自英国诺丁汉大学的物理学家理查德-希尔在接受《新科学家》杂志采访时谈到：“将来，在处理大量微细液体时，这种技术就会发挥其作用。举例来说，在生命科学实验中，必须解决的一个问题就是避免出现液体沾污的问题。相应地，这种技术就能解决液体污染的问题。”然而，多博洛指出，这种弹跳悬浮技术还不是很理想。未来研究可能包括漂浮的多层液滴，水将油层包围在中间。将来，这种悬浮技术能更好地运用到科学技术中。 |
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