界面性质研究，尤其是纳米尺度的界面，一直是基础科学和工程应用的一个重要方向。纳米气泡，自2000年被报道以来引起了极大的关注。根据经典理论纳米气泡内部的压力很大，其存在的时间非常短，然而大量研究发现纳米气泡具有较长稳定特性。相对于界面纳米气泡，体相纳米气泡的制备及稳定机理研究相对较少。本文中，我们开发了一种压差法制备纳米气泡的方法，通过反复将六氟化硫（SF6）气体压缩到水中来制备体相纳米气泡。制备的气泡尺寸在240nm左右，具有单分散性和高的表面负电荷，且稳定时间超过48小时。通过调节压缩次数，可调节气泡的浓度。进一步地对纳米气泡的形成过程进行了研究，发现首先形成约10-50μm的微气泡，微气泡缩小后形成稳定的纳米气泡。此外，衰减全反射红外光谱表明，微气泡在收缩形成纳米气泡过程中水的氢键增强，推测纳米尺度气液界面具有强的氢键网络，是纳米气泡稳定性能的重要原因。本研究为各种气体如CO2，O2或N2的纳米气泡的制备提供了一种普适方法，制备的纳米气泡在生物医学诊疗中具有应用潜力。
Juan Jin, Zhenqiang Feng, Fang Yang*, and Ning Gu*. Bulk Nanobubbles Fabricated by Repeated Compression of Microbubbles. Langmuir, DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b04314
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研究进展