Insights into bubble droplet interactions in evaporating polymeric droplets
本文利用声悬浮和激光辐照研究高黏弹模量聚合物液滴蒸发，揭示气泡在稀溶液区成核、遵循 Plesset-Zwick 标度生长，并导致皮层胀缩及不同沉淀物形成。
2023-09-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Experimental growth law for bubbles in a "wet" 3D liquid foam
我们使用X射线断层扫描来表征平均液体分数$ϕ_l\approx 17 %$的液体泡沫中所有气泡的几何形状，并跟踪它们的演变，测量7000个气泡的归一化生长速率$\mathcal{G}=V^{-{1/3}}\frac{dV} {dt}$。虽然$\mathcal{G}$不仅取决于气泡的面数，但对于大的$f$，其在$f-$面气泡上的平均值始终按$G_f\sim f-f_0$缩放。讨论了$\mathcal{G}$的色散和$V$对$\mathcal{G}$的影响。
2007-02-28 cond-mat.soft
Bubble statistics and coarsening dynamics for quasi-two dimensional foams with increasing liquid content
我们报告的统计气泡的大小，拓扑结构和形状，并在两个平行板之间压缩的气泡组成的泡沫的粗化动力学的作用。样品池的设计允许通过由泡沫在液体储存器上方的高度设定的恒定压力条件来控制液体含量。我们发现，在标度状态下，所有的气泡分布不仅与时间无关，而且与液体含量无关。对于粗化，平均速率随着液体含量的增加而减小，这是由于充满液体的高原边界阻挡了气体的扩散。通过观察单个气泡的生长速率，我们发现随着湿度的增加和气泡尺寸的减小，冯·诺依曼定律逐渐被违反。我们成功地将边界阻塞效应明确纳入冯诺依曼参数模型的这种行为。两个无量纲的气泡形状参数自然出现，其中之一是主要负责违反冯诺依曼定律的泡沫是不完全干燥。
2013-03-26 cond-mat.soft
Bubble-Driven Flow Transitions in Evaporating Active Droplets on Structured Surfaces
Raman Research Institute（拉曼研究所）
本研究探讨了在结构化表面上蒸发活性液滴时，气泡驱动流与基底地形对粒子沉积模式的影响。
2025-11-27 cond-mat.soft
Single bubble and drop techniques for characterizing foams and emulsions
泡沫和乳液的物理特性传统上是使用散装泡沫/乳液测试和单膜平台（如Scheludko电池）进行研究的。最近，人们对第三类技术重新产生了兴趣，我们称之为单气泡/液滴试验，它采用孤立的整个气泡和液滴来探测泡沫和乳液的特性。单气泡和液滴技术为研究泡沫和乳液的许多重要特性提供了一个方便的框架，包括流变学、稳定机制和破裂动力学。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论的各种单一的气泡/液滴平台和相关的实验测量协议，包括建设的聚结时间分布，可视化的薄膜档案和表征的界面流变性能。随后，我们总结了泡沫和乳液科学的最新进展，重点是通过单泡/滴技术获得的结果。最后，我们提出的重要场所，为未来的研究审查。
2020-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Jamming in sheared foams and emulsions, explained by critical instability of the films between neighboring bubbles and drops
在低剪切速率的泡沫和乳液堵塞的现象解释考虑在瞬态膜变薄的动力学，相邻的气泡和液滴之间形成。在逐渐变薄到临界厚度后，这些膜经历不稳定性转变并逐步变薄，形成所谓的“黑膜”，其仅为几纳米厚，从而导致分散颗粒之间的更强粘附。理论分析表明，只有当剪切泡沫/乳液中的气泡/液滴之间的接触时间足够长时，才会发生这种膜厚度不稳定性，这对应于足够低的（临界）剪切速率。提出了该临界速率的显式表达式，并与实验数据进行了比较。
2009-01-23 cond-mat.soft
Bubble and droplet motion in binary mixtures: Evaporation-condensation mechanism and Marangoni effect
通过求解线性化的流体动力学方程并辅以适当的表面边界条件，研究了在弱热通量和扩散通量以及重力作用下二元混合物中气泡和液滴的运动。在没有重力的情况下，速度场由界面处的蒸发和冷凝以及由表面张力梯度引起的马兰戈尼效应引起。在纯流体中，后者几乎消失，因为即使在热流中界面温度也趋向于共存温度$T_{\rm cx}(p)$。在二元混合物中，速度场可以通过Marangoni效应大大增强，超过与气泡或液滴的半径$R$成反比的交叉浓度$c^*$。这里对于大的$R$，对于非共沸混合物，$c^*$通常非常小。还计算了温度和浓度偏差。
2009-03-19 cond-mat.soft
Viscous force exerted on a foam at a solid boundary : influence of the liquid fraction and of the bubble size
我们实验研究了在毫米通道中推动气泡训练所需的压降，作为速度的函数。对于干燥的液体泡沫，液体的量和气泡尺寸的影响被指出，我们从理论上预测，这种影响是密切相关的力/速度关系获得的幂律。这个模型与我们的实验数据是在公平的协议，并提供了一个新的解释以前的结果。
2006-09-19 cond-mat.soft
Viscous dynamics of drops and bubbles in Hele-Shaw cells: drainage, drag friction, coalescence, and bursting
在这篇综述文章中，我们讨论了最近的研究，在海勒-肖细胞的液滴和气泡，侧重于如何标度律表现出从三维对应的交叉，并专注于其中粘度起着重要作用的主题。随着分析理论和高速成像技术的发展，液滴和气泡的动力学已经在标度参数的帮助下得到了积极的研究。然而，与三维问题相比，Hele-Shaw胞腔中相应问题的研究还很有限。这篇评论表明，在Hele-Shaw细胞的禁闭效果引入了新的物理允许不同的缩放制度出现。为了这个目的，我们讨论了各种例子，是潜在的重要的工业应用程序处理液滴和气泡在有限的空间，实验和缩放理论之间的协议。因此，这篇评论提供了一个收集的问题，在流体力学，可能是解析解决或可能是值得研究的数值在不久的将来。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanics of cooling liquids by forced evaporation in bubbles
将不溶性气体注入饱和液体中由于强制蒸发到气泡中而导致液体的过冷。以前的研究假设液体蒸发到气泡中的速率与过冷度无关。在我们的研究中，我们通过使用高速成像直接观察来量化气泡的生长，并证明这一假设是不正确的。气泡生长的过冷度的函数的唯象模型的开发，我们发现测量和理论之间的良好协议。这种气泡冷却过程用于冷却液体。通过对所有热流的识别，我们可以很好地描述气泡冷却的冷却曲线。气泡冷却为液体提供了一种替代冷却方法，而无需使用复杂的冷却技术。
2018-07-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nucleation kinetics of vapor bubbles in a liquid with arbitrary viscosity
在[J. Phys. Chem. B 116，9445（2012）]中针对高粘度的情况开发的单组分液体中的蒸汽气泡成核的理论（（V，/rho，T）-理论）被扩展到任意粘度的情况。为此目的，朗之万的方法在理论的布朗运动，或Kramers的模型的化学反应，被雇用。所得到的气泡成核速率的表达式是有效的任意之间的关系的动力学参数控制的成核过程：粘度，液体的惯性，蒸发成气泡的速度和气泡和周围液体之间的热交换速率。因此，所提出的理论与（V，/rho，T）-理论一起给出了单组分液体中汽泡成核动力学的完整描述。考虑了上述参数的极限情况，特别是低粘度极限。结果表明，低粘度和高粘度的成核速率在定性和定量上彼此不同。讨论了该理论应用于超流氦-4空化的可能性。
2013-06-04 cond-mat.soft
Luminescence from Laser-Created Bubbles in Cryogenic Liquids
在液氮和液氩中激光产生的气泡的第一个崩溃点观察到了发光脉冲。一个不寻常的特征是，脉冲的宽度是100-1000纳秒的数量级，比用水样进行相同实验时观察到的2-8纳秒脉冲长得多。
1999-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Surface tension of small bubbles and droplets and the cavitation threshold
本文用统一的方法，在基于Lennard-Jones势的对相互作用近似下，对平面和曲面界面上水的表面张力的大小给出了估计。它示出的气泡和液滴的表面张力有质的不同的依赖于表面的曲率：对于气泡，作为表面的曲率半径减小，表面张力减小，而它增加的液滴。还确定了相应的托尔曼校正值。此外，它示出的表面张力对表面的曲率的依赖性是很重要的评估的临界负压的空化的发病。
2019-01-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the possibility of homogeneous nucleation of water droplets and/or ice crystals during the bounces of a cavitation bubble
已知声空化在过冷水中触发冰成核。在文献中已经提出了几种相互竞争且仍有争议的机制，这些机制与气泡崩溃结束时气泡附近的压力场有关。气泡动力学的数值模拟表明，在气泡膨胀的反弹主要崩溃后，气泡核心温度达到远低于0 °C的值约500 ns的时间周期。在这些时间间隔期间，气泡中存在的水蒸气在回到蒸气区域之前探索相图的液体和固体区域。在近似成核动力学计算的基础上，我们研究了在这些漂移过程中，液滴在气泡核中均匀成核的程度。我们还讨论了成核团簇到达气泡壁并在周围液体中触发冰成核的可能性，如果后者是过冷的。
2018-10-19 cond-mat.soft physics.chem-ph
Coalescence of bubbles and drops in an outer fluid
当两个液滴接触时，一个微观的连接液体桥形成，并随着两个液滴合并成一个而迅速增长。尽管已经彻底研究了当液滴在真空或空气中聚结时的聚结，但许多重要情况涉及在稠密周围流体中的聚结，例如盐水中的油聚结。在这里，我们研究合并的气泡和液滴在外部流体。我们的数据表明，流动发生在更大的长度尺度上的外部流体比内部的滴本身。因此，我们发现，渐近早期政权总是由粘度的下降，独立的外部流体。相图显示了不同可能的后期动力学的交叉，确定了一个无量纲数，表示外部粘度何时可能很重要。
2014-07-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electron bubbles in liquid helium: infrared-absorption spectrum
利用密度泛函理论，计算了从零到凝固压力下液氦中电子泡从基态到前两个激发态的跃迁能量.对于低温下的$^4$ He，我们的结果与红外吸收实验符合得很好。当温度高于$\sim 2$ K时，我们高估了$1s-1p$跃迁的能量。我们把这归因于气泡内氦蒸气的存在导致的弗兰克-康登原理的崩溃。结果表明，$1s-2p$跃迁能不仅对电子泡的大小敏感，而且对电子泡的表面厚度也敏感。我们还提出了液体$^3$他的情况下，我们缺乏实验数据的红外跃迁的结果。
2006-01-20 cond-mat.soft
Influence of Bubble Lifetime on the Drying of Catalytically Active Sessile Droplets
Raman Research Institute（拉曼研究所）
研究催化活性Janus液滴在过氧化氢存在下的干燥动力学，探讨气泡诱导的马朗尼流对干燥形态的影响，揭示催化活性对粒子运输的调控作用。
2026-04-09 cond-mat.soft
Liquid phase stabilization versus bubble formation at a nanoscale-curved interface
我们调查的性质附近的纳米尺度弯曲凸液-固界面使用两种模型的汽泡成核;均匀形成的平衡吉布斯模型，和一个非平衡动态范德华/扩散界面模型的相变在一个初始冷却的液体。蒸汽气泡的形成示出发生足够大的曲率半径，并抑制较小的半径。固体-流体的相互作用占和它示出的液体-蒸汽界面能，因此拉普拉斯压力，对气泡形成的影响有限。主要因素是从现有的固-液界面产生固-气界面的能量成本，如通过平衡和非平衡参数所证明的。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Line tension and morphology of a droplet and a bubble attached to the inner wall of a spherical cavity
研究了线张力对置于球形空腔内壁上的透镜状液滴和气泡形态的影响。透镜状液滴与凹球形基底之间的接触角由广义杨氏公式表示。发现球形衬底的赤道起着至关重要的作用。无论是接触线在基板上半球的液滴还是接触线在基板下半球的液滴都不能连续地相互转化。在疏水性基底上，接触角不连续地跳跃到$180^{\circ}$，当线张力为正且较大时，液滴从基底上脱离形成球形液滴。这类似于平坦基底上的干燥转变。另一方面，在亲水性基材上，当线张力为正且大时，接触角不连续地跳跃到$0^{\circ}$。然后，液滴在整个内壁上扩散，留下球形气泡。因此，不仅干燥转变，而且润湿转变是由凹球形基底上的正线张力引起的。还存在稳定和亚稳液滴，其相图可以是复杂的。当线张力为负且其大小增加时，接触线从上方或下方无穷小地接近赤道。然而，它不能连续地穿过球形空腔的赤道。具有与赤道重合的接触线的液滴是奇异液滴。接触线被固定，无论线张力的大小如何，都不能移动。
2016-04-27 cond-mat.soft
Bubble Growth Rate in Superheated Droplets
计算描述的动态增长的气泡在一个单一的和简单的配方R（t）。计算结果表明，气泡的生长行为随时间常数τ呈指数增长，表现出作为约化常数的函数的普适行为。其他研究人员的实验数据被用来验证的描述，并在良好的协议的结果。这项研究的主要动机是找到R（t），这是准确的，在同一时间不够复杂，在解决气泡生长的动态计算远场压力的过热液体。
2022-10-25 cond-mat.soft hep-ex physics.flu-dyn
Bubbles and liquid films resisting drainage, evaporation and nuclei-induced bursting
肥皂泡本质上是脆弱和短暂的。根据其组成和环境，气泡破裂可以由重力引起的排水和/或液体蒸发和/或核的存在引发。它们也可以由于拉普拉斯超压引起的内部气体在外部大气中的扩散而收缩。在本文中，我们设计了一种复合液膜制成的气泡，能够中和所有这些影响，并在标准大气中保持一年以上的完整性。这种复合膜的独特性质是合理的非线性模型，并用于设计复杂的对象。
2022-01-31 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Gas Bubbles and Gas Pancakes at Liquid/Solid Interface: A Continuum Theory Incorporated with Molecular Interactions
基于连续介质理论，用Hamaker常数描述微观尺度上的长程相互作用，分析了液固界面上气体的状态。Hamaker常数总是负的，而气体扩散系数可以是任何一个符号。尽管气体的复杂性，包括密度分布可能是不均匀的，由于固体和液体表面上的吸收，我们预测三种可能的气体状态在液-固界面，即完全润湿，部分润湿和伪部分润湿。这些可能的气体状态分别对应于被湿固体包围的气体饼（或膜）、具有有限接触角的气泡以及与气体饼共存的气泡。在长程相互作用的力范围内，气体薄煎饼的典型厚度为纳米级，而气泡的半径可以很大。首次从理论上预测了气泡与气膜共存的状态。我们的理论结果有助于发展一个统一的图片气体成核在液-固界面。
2007-10-27 cond-mat.soft
Effects of liquid fraction and contact angle on structure and coarsening in two-dimensional foams
本文提出了一个二维湿泡沫粗化的准静态数值模型，采用有限元方法建模气泡变形并近似气流，揭示了非零接触角对初始粗化率平台现象的影响及气泡生长速率与有效邻居数的关系。
2023-12-13 cond-mat.soft
Hierarchical bubble size distributions in coarsening wet liquid foams
本研究通过微重力实验发现湿泡沫粗化过程中存在分层气泡分布，揭示了临界液相分数 $ϕ^*$ 大于随机密堆积分数 $ϕ_{rcp}$ 的现象，提出了湿泡沫粗化的新综合视角。
2023-07-31 cond-mat.soft
Turning drops into bubbles: Elastic cavitation by diffusion
植物王国的一些成员可以利用蒸发，弹性和空化的巧妙组合来实现惊人的快速运动。在这个过程中，摩擦能转化为弹性能，并在空化事件中突然释放，产生动能。在这里，我们研究了这种不寻常的能量转换的模型系统：在弹性介质中的液滴缓慢收缩扩散，并最终转化为一个气泡的快速空化事件。实验揭示了腔动力学在极其不同的时间尺度的过程中，跨越9个数量级。我们模拟的初始收缩作为一个经典的扩散过程，而突然的气泡生长和振荡使用惯性（粘）弹模型，与实验非常吻合。这样的模型系统可以作为一个新的范例能动的合成材料。
2019-01-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thermodynamics and kinetics of vapor bubbles nucleation in one-component liquids
将成核的多变量理论[J. Chem. Phys. 124，124512（2006）]应用于纯液体中蒸汽泡形成的问题。该过程的自洽宏观理论采用热力学（经典，统计和线性非平衡），流体力学和界面动力学。通过对该问题的热力学研究，得到了汽泡的形成功，并确定了临界汽泡的参数。变量V（气泡体积），ρ（蒸汽密度）和T（蒸汽温度）被证明是自然的给定任务。本文给出了一种在空间{V，ρ，T}中写出气泡运动方程的算法。该算法保证了动力学系数矩阵的对称性。根据该算法所写的方程表示气泡的热力学热力学第一定律。得到了运动方程的负本征值，它与临界汽泡形成功一起决定汽泡稳态成核率。考虑了各种动力学极限。动力学约束之一导致成核不能发生在整个亚稳区的事实，它只发生在后者的一些子区域。Zeldovich理论的空化被证明是一个极限情况下的理论。各种动力学过程对气泡成核速率的限制作用被解析地示出。这些是液体的惯性运动以及气泡与周围液体之间的颗粒交换和热交换过程。的成核速率被证明是由最慢的动力学过程中的积极和适度的负压力在液体中。在高负压下，限制效应消失。
2012-05-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Bubble formation in water with addition of a hydrophobic solute
我们表明，在共存曲线（CX）之外的单组分液体中添加少量溶质时，可以发生相分离。过渡区的溶质浓度随气液溶剂化化学势差的增大而减小。${\rm O}_2$是一种典型的成泡溶质，在环境液态水中具有温和的疏水性，其临界温度低于水。当周围的液体压力高于饱和蒸汽压$p_{cx}$时，这种溶质可以从液体中排出以形成气体区域。这种溶质诱导的气泡形成是一个一级转变的散装和部分干燥的墙壁上，而一个气体膜上的一个完全干燥的墙壁上不断增长。我们建立了一个气泡自由能$ΔG$为散装和表面气泡与一个小的体积分数$ϕ$。在拉普拉斯压力平衡下，它成为气泡半径$R$的函数。然后，对于足够大的溶质密度以上的阈值，$ΔG$表现出局部最大值在临界半径和最小值在平衡半径。我们还研究溶质诱导的成核发生在CX外，大于临界半径的气泡生长，直到达到平衡。
2015-05-29 cond-mat.soft
Juggling bubbles in square capillaries: an experimental proof of non-pairwise bubble interactions
紧密堆积的颗粒如气泡、液滴或固体颗粒的集合的物理性质由它们的相互作用控制。对于气泡和液滴的情况下，它最近已被证明理论和计算，它们的相互作用一般不能表示成对的添加剂的潜力，因为通常是做软颗粒包装的模拟。这对泡沫和乳液的机械性能具有重要影响，特别是对于远高于堵塞点的强烈变形的气泡或液滴。在这里，我们提供了第一个实验证实了这一预测，通过量化在简单的模型泡沫组成的列车的等体积气泡局限于方形毛细管中的气泡之间的相互作用。所获得的相互作用定律与Surface Evolver模拟定量一致，并通过基于Morse-Witten理论的Höhler等人[软物质，2017，13，（7）：1371]最近开发的非成对相互作用模型的解析推导表达式进行了很好的描述。虽然所有的实验都是在邦德数足够低的流体静压力变化在一个气泡可以忽略不计，我们提供了完整的分析，考虑到重力在附录中为感兴趣的读者。尽管这篇文章的重点是泡沫，但所有结果都直接适用于乳液的情况。
2019-10-22 cond-mat.soft
3D simulations of wet foam coarsening evidence a self similar growth regime
在湿液体泡沫中，气体通过气泡壁的缓慢扩散改变气泡压力、体积和壁曲率。大泡沫的成长是以牺牲小泡沫为代价的。气泡越小，收缩得越快。随着给定体积中的气泡数量随时间减少，平均气泡尺寸增加：即泡沫变粗。在粗化期间，气泡也相对于彼此移动，从而改变气泡拓扑结构和形状，而液体在分离气泡的区域内移动。分析这些机制的组合效应需要检查具有足够气泡的体积，以在整个粗化过程中提供适当的统计数据。使用细胞Potts模型，我们模拟这些机制的演变过程中的三维泡沫与$ϕ=0.00$，$0.05$和$ 0.20$的润湿性。我们将液相表示为许多小流体颗粒的集合，这使我们能够监测气泡之间区域中的液体流动。模拟从$ϕ= 0.00$的$2 \times 10^5$气泡和$ϕ= 0.05$和$0.20$的$1.25 \times 10^5$气泡开始，使我们能够跟踪气泡尺寸、拓扑结构和生长速率在25年体积变化中的分布函数。所有的模拟最终达到自相似的增长制度，与时间无关的分布函数和泡沫的数量随着时间的推移而减少的幂律，其指数取决于湿度。
2015-02-11 cond-mat.soft
Coalescence of bubbles in a viscoelastic liquid
University of Twente（特温特大学）
本研究通过实验与Oldroyd-B模型渐近解分析，揭示粘弹性聚合物溶液中气泡聚并的动力学规律，发现聚合物不影响早期聚并、仅减缓后期流动，解释了弹性效应早期次要的机制。
2023-05-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spectrally-wide acoustic frequency combs generated using oscillations of polydisperse gas bubble clusters in liquids
声学频率梳利用光学频率梳技术的独特性能，在水下、地下或生物体内等光学不可接近的环境中进行高精度测量和创新传感。由于具有宽频谱的声梳将需要许多这些应用程序，但其生成的技术尚未开发，在这里，我们提出了一种新的方法来创建频谱宽的声梳使用液体中的多分散气泡簇的振荡。通过数值模拟，我们证明了由精确控制尺寸的气泡组成的团簇可以产生由等间距相干峰组成的宽声学谱。我们表明，在典型的实验条件下，气泡簇保持稳定的梳状信号的可靠记录所需的时间。我们还证明了梳的光谱组成可以通过调整簇中气泡的数量和大小来调整。
2021-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Marangoni stress induced by rotation frustration in a liquid foam
表面张力梯度在液体泡沫表观粘度中的作用在很大程度上仍然没有得到解释。在这篇文章中，我们开发了一个玩具模型的基础上的周期性阵列的二维六边形气泡，每个气泡被从它的邻居分开的均匀厚度的液体膜。允许该薄液膜的两个界面相对于彼此滑动，从而剪切其间的液相。我们解决这个最小系统的外部剪切下的动力学，我们表明，周围的整个气泡的表面张力的连续性是相关的条件，以确定气泡的旋转速率和能量耗散。这一结果预计在更复杂的情况下是稳健的，并且说明当界面流变学重要时，薄膜动力学应该在整个气泡界面的尺度上求解。
2019-10-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Merging of Soap Bubbles and Why Surfactant Matters
两个肥皂泡的合并是泡沫形成中的基本流体力学过程。在目前的实验研究中，两个肥皂泡的液体膜被带到一起。一旦最初被气体层隔开的液体层在单个点上桥接，两个液体膜的快速合并就进行了。因此，连接边缘被快速加速到分离气体层中。我们表明，由于形成的凹坑的速度是不均匀的，高加速度的原因最初的瑞利-泰勒不稳定的液体边缘。在以后的时间，边缘需要愈合成一个圆形的形状。然而，对于足够高浓度的表面活性剂，不稳定的边缘夹断微泡，导致聚结后的分形树枝状结构。
2020-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
How elasticity affects bubble pinch-off
University of Twente（特文特大学）；Durham University（杜伦大学）
研究粘弹性液体中气泡夹断与液滴夹断的差异，发现稀溶液中气泡夹断不形成细丝，而高浓度下细丝出现且对针头尺寸敏感，通过实验、数值模拟和Oldroyd-B模型揭示了聚合物应力奇异性较弱的原因。
2026-06-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Coupling light and sound: Giant nonlinearities from oscillating bubbles and droplets (Review)
非线性光学过程对于电信、信号处理、数据存储、光谱学、传感和成像等领域至关重要。作为一个独立的研究领域，非线性光学开始于激光器的发明，因为产生光学非线性所需的强光的实际来源在以前是不可用的。然而，许多非线性光学系统的高功率要求限制了它们的使用，特别是在便携式或医疗应用中，因此存在开发能够利用由廉价且紧凑的源发射的低功率光产生非线性光学现象的新材料和谐振结构的推动。声学非线性，特别是气泡和液滴中的巨大声学非线性现象，比它们的光学对应物强得多。在这里，我们建议采用声学非线性产生新的光学频率，从而有效地再现非线性光学过程，而不需要激光。我们严格调查目前的文献致力于光与非线性声波的相互作用和高度非线性振荡的气泡和液滴。我们表明，声学非线性转换为光信号是可能的低成本的非相干光源，如发光二极管，这将迎来新的类低功耗光子器件，更实惠的偏远社区和发展中国家，或有苛刻的要求的大小，重量和功率。
2018-11-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.optics
Quantitative imaging of the complexity in liquid bubbles' evolution reveals the dynamics of film retraction
几十年来，液体薄膜的动力学和稳定性一直吸引着科学家。薄膜流是工程、微物理和生物物理等众多领域的核心，并且在很宽的长度、速度和液体性质尺度范围内发生。尽管在这一领域取得了许多重大进展，但我们仍然缺乏适当的定量实验工具，其空间和时间分辨率是全面研究薄膜演变所必需的。我们建议用全息技术解决这个问题，该技术将定量相位成像与设计用于形成和操纵气泡的自定义设置相结合。收集的结果，在一个模型的聚合物水溶液，提供了一个无与伦比的洞察气泡动力学通过全场厚度估计，三维成像和快速采集时间相结合。所提出的方法提供了前所未有的细节水平，将促进更深入地了解薄膜动力学的基本物理。
2018-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Beamed UV sonoluminescence by aspherical air bubble collapse near liquid-metal microparticles
用UV-C波段紫外光照射是对被病原体如细菌和病毒污染的水进行消毒的最常用的方法之一。声致发光，即水中气泡的声致破裂所发出的光，是产生UV-C光的有效手段。然而，因为在大量水中塌陷的球形气泡产生各向同性辐射，所以所产生的UV-C光通量不足以消毒。在这里，我们表明，我们可以创建一个紫外光束从非球面气泡崩溃附近的镓基液体金属微粒。该光束垂直于金属表面，并且由声致发光光与金属的UV等离子体激元模式的相互作用引起。我们计算出，这样的光束可以产生超过$10$ mJ/cm $^2$的能量密度，这足以不可逆地将大多数常见的病原体在浊度超过$5$浊度单位的水中杀灭。
2019-05-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Acoustic frequency combs using gas bubble cluster oscillations in liquids: a proof of concept
提出了一种新的产生声频梳（AFC）的方法--频谱中含有等距相干峰的信号。AFC对于许多传感和测量应用是必不可少的，其中光学频率梳的已建立的技术遭受基本的物理限制。我们的原理验证实验表明，在水中的气泡簇的非线性振荡的低压力单频超声波产生的信号与频谱组成的等间距的峰值源自驱动超声波的相互作用与气泡簇在其固有频率的响应。这样产生的AFC吸收了光学频率梳的基本特性，因此，类似于它们的光学对应物，可以用于测量各种物理、化学和生物量。
2020-12-30 cond-mat.soft physics.ao-ph physics.flu-dyn
