近日，西北工業大學傳來一則振奮人心的科研消息。臧渡洋教授團隊成功創下吉尼斯世界紀錄，他們制備出的“地面上最長壽命氣泡”在聲懸浮條件下保持時間長達23分36秒，甚至在直徑為0.8毫米的熱銅針穿透時仍能保持不破裂。
氣泡因其在多個領域的廣泛應用前景而備受關注，但由于其天生的不穩定性，相關研究一直面臨挑戰。臧渡洋教授團隊通過深入探索，揭示了聲懸浮氣泡超穩定性的物理機制，即在氣泡內外表面的聲輻射力顯著抑制了重力排液。這一研究成果已在國際知名學術期刊《Droplet》上發表，并被《Nature》期刊亮點報道。
該團隊的研究不僅首創了通過超聲懸浮穩定氣泡的新方法，還實現了在常規重力條件下使氣泡保持長時間穩定，效果媲美空間站中的微重力環境。這一成果為氣泡及氣泡膜研究提供了地面模擬途徑。
論文中指出，在聲懸浮條件下，利用聲腔共振機制形成的聲懸浮氣泡穩定性顯著提升，可以在超聲環境下存在超過15分鐘。即使沒有任何表面活性劑的穩定作用，純水氣泡也可以穩定7分鐘以上，這比常規氣泡的壽命提高了兩個數量級以上。
實驗還證明，在聲場的穩定作用下，氣泡甚至能夠在針刺等外部擾動下保持穩定。這種超穩定性是由于駐波聲場在懸浮氣泡的內外表面都提供了獨特的聲輻射壓力分布，一方面平衡了液體重力，實現了穩定懸浮；另一方面對氣泡膜提供了擠壓作用，抵消了靜水壓力，從而抑制了其中的重力排液。
臧渡洋教授課題組以此成果為指引，成功制備出了“地面上最長壽命氣泡”并創下吉尼斯世界紀錄。這種無固體表面接觸、無化學“污染”、超穩定的聲懸浮氣泡在科學研究和工業生產中具有極大的應用前景，如測量液體的表面張力及其流變學性質、作為收集和分析氣溶膠顆粒的液基材料、作為理想的生物/化學反應器等。
