A simple model of ultrasound propagation in a cavitating liquid. Part II: Primary Bjerknes force and bubble structures
在另一篇论文中，提出了一个简化的惯性空化气泡云中声波传播模型。波的衰减直接从单个气泡所耗散的能量计算，后者直接从完全非线性径向动力学估计。在一维配置中使用该模型已经表明，振动发射器附近的衰减比从线性理论获得的预测高得多，并且该强衰减产生大的行波贡献，即使对于通常预期驻波的封闭域也是如此。在本文中，我们表明，由于行波的出现，在发射器附近的初级Bjerknes力变得非常大，并倾向于驱逐气泡的驻点。二维轴对称计算的声场所产生的一个大面积浸没超声波发生器也进行了，并在由此产生的Bjerknes力场的气泡的路径勾画。锥泡结构恢复和比较合理，以及报告的实验结果。产生这样的结构的基本机制进行检查，它被发现，圆锥形结构是通用的，结果从外观沿换能器区域的声速梯度。最后，一个更复杂系统，类似于超声波浴，其中的声场的薄板的弯曲振动的结果，也进行了模拟。计算出的气泡路径揭示了其他常见的结构，在这样的配置，如拖缆和耀斑结构的外观。
2013-02-23 physics.flu-dyn
Single-bubble dynamics in histotripsy and high-amplitude ultrasound: Modeling and validation
已经使用了多种方法来模拟由微秒长度的高振幅超声脉冲（例如，组织破坏脉冲）。直到最近，缺乏单一的气泡实验半径与时间数据的气泡动力学下一个良好的特点驱动压力有限的模型验证工作。该研究使用水中单个球形组织三核气泡的半径与时间的测量[Wilson等人，Phys. Rev. E，2019，99，043103]定量比较和验证各种气泡动力学建模方法，包括可压缩和不可压缩模型以及不同的热模型。直接从实验半径与时间和空化阈值数据推断组织碎石波形的分析表示的策略。我们比较了每个模型应用于$88$实验数据集的计算验证度量的分布。在本研究中考虑的压缩性和热效应的建模方法之间存在最小的区别（$< 1\%$）。这些结果表明，我们提出的推断波形的策略，结合简单的模型，最大限度地减少参数的不确定性和计算资源的需求准确地代表单泡动力学在histotripsy，包括在和接近最大气泡半径。其余的来源的参数和基于模型的不确定性进行了讨论。
2020-06-17 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Notes on the two main routes of period doubling and 1/2 order subharmonic oscillations in a bubble oscillator
倍周期混沌是非线性振荡器的一个著名特性。气泡是一种高度非线性的振荡器，存在于从材料科学和水下声学到医学超声的各种现象和应用中。气泡振荡中的倍周期（PD）的发生伴随着1/2次次谐波（SH）的产生。SH振荡用于监测气泡活动，并用作稳定空化的测量。由于气泡是血管内造影剂，SH振荡用于诊断超声以增加血管与组织的对比度。尽管PD在气泡振荡器中的重要性，但气泡在稳定SH和超谐波（UH）振荡期间的动力学行为尚未得到深入研究。本文采用综合分岔方法研究了气泡振子的非线性径向振动随超声驱动压力的变化。驱动力的频率被选择为气泡的线性共振频率（fr）和线性SH共振频率（fsh=2fr）。结果表明，当气泡与2fr声处理时，PD加倍的发生更容易导致非破坏性振荡。对于初始直径为740 nm及以上的气泡，气泡稳定P2动力学的演化形成蝴蝶结形状。当f=2fr时，P2吸引子的相图与f=fr时的P2吸引子的相图明显不同，并且后向散射压力的SH分量最大。当用2fr声处理时，由于较低的振荡幅度和较温和的气泡崩溃，气泡可以在较长的持续时间和较宽的施加声压范围内维持稳定的P2振荡。
2019-09-06 physics.flu-dyn
A simple model of ultrasound propagation in a cavitating liquid. Part I: Theory, nonlinear attenuation and traveling wave generation
声化学和其他空化应用中涉及的气泡惯性振荡。正确估计这种气泡介质中的波衰减需要实际估计由每个气泡的振荡、气体中的热扩散和液体中的粘性摩擦耗散的功率。这两个数量和数值计算的一个单一的惯性气泡驱动在20 kHz，并被发现是几个数量级大于线性预测。粘性耗散被认为是能量损失的气泡足够小的主要原因。然后，对描述气泡液体中声波传播的经典非线性Caflish方程进行了简化和改写。声场的主要谐波部分被发现满足非线性亥姆霍兹方程，其中波数平方的虚部与单个气泡损失的能量直接相关。对于低声学驱动，恢复线性理论，但是对于较大的驱动，即高于Blake阈值，发现衰减系数比线性预测大3个数量级以上。因此，在存在惯性气泡的区域中，预期波的巨大衰减，这通过一维驻波配置中的非线性亥姆霍兹方程的数值模拟来证实。不仅观察到预期的强衰减，而且，压力场及其梯度之间的相位的检查清楚地表明，介质中出现了行波。
2013-02-23 physics.flu-dyn
High-speed ultrasound imaging of bubbly flows and shear waves in soft matter
本文通过液体射流、气泡溶解和剪切波传播三个实验，验证了高速超声成像在研究液体和软材料中快速变化复杂多相结构方面的优势与局限。
2023-12-04 physics.flu-dyn
Revealing mesoscale bubble and particle dynamics in ultrasound-driven multiphase fluids by ultrafast synchrotron X-ray radiography and hybrid modelling
University of Hull（赫尔大学）；University of Wyoming（怀俄明大学）；Oxford Brookes University（牛津布鲁克斯大学）；Brunel University London（伦敦布鲁内尔大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究通过超快同步辐射X射线成像和混合建模，揭示超声驱动多相流中气泡与疏水颗粒的介观尺度能量传输机制，为优化纳米材料分散提供新视角。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Oscillatory dynamics of a charged microbubble under ultrasound
研究带电微泡在超声驱动下的非线性振荡，发现电荷提前倍周期分岔通向混沌，最小电荷量随频率呈幂律关系，并揭示临界频率及压力对最大速度与温度的影响。
2013-04-17 nlin.CD physics.flu-dyn
Trapping, focusing and sorting of microparticles through bubble streaming
超声驱动的微泡将振荡运动纠正为强稳定的流动[1，2]。在这个流体动力学视频中，我们展示了尺寸相关的捕获，聚焦和微粒分选，利用气泡流和周围的流动颗粒诱导流之间的相互作用。该机制是完全被动的，并且对于远小于由设备几何形状施加的任何尺度的尺寸和尺寸差异是有选择性的。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Acoustically tuneable optical transmission through a subwavelength hole with a bubble
在亚波长大小的体积中有效地操纵光和声对于光子学、声子学和生物物理学中的应用是重要的，但仍然是难以捉摸的。我们从理论上证明了在亚波长，300 nm宽的充满水的孔与100 nm半径的气泡与MHz范围的超声波的光的控制。超声波驱动的气泡脉动调制孔孔径的有效折射率，这引起通过孔的光传输的光谱调谐。这种控制机制为可调谐声光和光机械超材料以及全光学超声转换开辟了新的机会。
2016-10-15 cond-mat.other physics.bio-ph physics.flu-dyn
Diffusive shielding stabilizes bulk nanobubble clusters
利用分子动力学，我们研究了体纳米气泡团簇的成核和稳定性。我们研究了散装纳米气泡的形成，生长和最终尺寸。我们发现，只要气泡-气泡间距足够小，散装纳米气泡是稳定的溶解。简单的扩散计算提供了一个很好的匹配与模拟结果，让洞察的稳定性的原因：在一个集群的散装纳米气泡的纳米气泡“保护”彼此从扩散的屏蔽效应。
2011-10-13 physics.flu-dyn
Dispersion of air bubbles in isotropic turbulence
气泡在许多自然和工业流动中的化学物质和营养物质的运输中起着重要作用。它们的分散对于理解这些流动中的混合过程至关重要。在这里，我们报告的分散毫米气泡在均匀和各向同性湍流雷诺数$\text{Re}_λ$从$110$到$310$。我们发现，在湍流中的气泡的均方位移（MSD）远远超过流体示踪剂。MSD显示了两种制度。在短时间内，它以弹道方式生长（$\propto τ^2$），而在更长时间内，它接近MSD $\propto τ$的扩散状态。引人注目的是，气泡从弹道向扩散的转变比流体早十年。我们发现，增强的分散和早期过渡到扩散制度可以追溯到非定常唤醒诱导运动的气泡。此外，气泡的扩散转变不是由湍流的积分时间尺度设定的（如对于流体示踪剂和微气泡那样），而是由上升气泡的涡流交叉的时间尺度设定的。目前的研究结果提供了一个拉格朗日的角度来理解混合湍流泡状流。
2018-06-30 physics.flu-dyn
Freeze-dried microfluidic monodisperse microbubbles as a new generation of ultrasound contrast agents
在本文中，我们成功地冷冻干燥单分散微泡，而不降低其尺寸和声学性能。我们使用微流控技术来产生高度单分散（变异系数，CV<5%）的微泡，并优化它们的配方以及冷冻保护剂。通过使用特定的技术检索的气泡，我们表明，冷冻干燥的微泡不改变其尺寸分布。为了比较气泡的基本共振特性，我们进行了背散射声学特性测量。我们的实验结果表明，冷冻干燥过程中保存的气泡的声学特性。新鲜和冷冻干燥的单分散PVA气泡的最大后向散射功率振幅比体外相似浓度的SonoVue高约108倍。通过解决单分散气泡的储存和运输问题，我们的工作促进了它们在UCA领域的渗透，用于执行新的任务和开发新的非侵入性测量，如压力，现有的商业化气泡无法访问。
2021-08-06 physics.flu-dyn physics.med-ph
A unifying Rayleigh-Plesset-type equation for bubbles in viscoelastic media
University of Twente（特文特大学）
本文基于有限应变理论推导出适用于任意复模量粘弹性介质且能处理大变形气泡的统一Rayleigh-Plesset型方程，并通过与已有结果对比验证了模型，进而展示了微泡在基准粘弹性液体和固体中的动力学行为。
2023-11-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modelling lipid-coated microbubbles in focused ultrasound applications at subresonance frequencies
我们提出了一个计算研究的行为的脂质涂层SonoVue微泡与初始半径$1 \, μ\text{m} \leq R_0 \leq 2 \, μ\text{m}$，激发频率（200-1500 kHz）显着低于线性共振频率和压力振幅高达1500 kPa，在许多聚焦超声应用中使用的激励制度。气泡动力学模拟使用瑞利-Plesset方程和Gilmore方程，结合Marmottant模型的脂质单层涂层。此外，Marmottant模型的一个新的连续可微的变种。下面的惯性空化的发病，一个线性政权被确定在气泡壁处的最大压力是线性成比例的激励压力的振幅，同样，机械指数。该线性状态由Blake压力限定，并且与最近的体外实验一致，发现惯性空化的开始大约发生在130-190 kPa的激励压力幅度处，这取决于初始气泡尺寸。在非线性制度的气泡壁处的最大压力被发现是很容易预测的最大气泡半径和瑞利-Plesset和Gilmore方程示出预测的发病的子和超谐波频率的声发射相比，在体外实验。脂质单层的表面粘度和液体的可压缩性对研究的量都没有明显的影响，但对脂质涂层的解释对于准确预测气泡行为至关重要。Gilmore方程被证明是有效的所考虑的气泡和激发制度，瑞利-Plesset方程也提供了准确的定性预测，即使它是在其有效性范围之外的许多情况下考虑。
2021-06-22 physics.flu-dyn physics.med-ph
Faraday Wave Singularities Trigger Microbubble Jetting
本研究针对壁面附着气泡在超声下的射流现象，识别三种射流状态，揭示其由气泡界面坍塌模式（锥形/抛物形）通过流动聚焦奇点形成的机制，推导标度律并表征射流特性，为相关超声系统设计提供参考。
2025-10-27 physics.flu-dyn
Microbubble surface instabilities in a strain stiffening viscoelastic material
School of Engineering, Brown University（布朗大学工程学院）；Department of Mechanical Engineering, University of Michigan（密歇根大学机械工程系）；Department of Biomedical Engineering, University of Michigan（密歇根大学生物医学工程系）；Department of Biomedical Engineering, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校生物医学工程系）；Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校航空航天工程与力学系）；Texas Materials Institute, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校德州材料研究所）
研究了粘弹性材料中微气泡表面不稳定性，推导出运动学一致的理论模型，验证了其在流变学和超声治疗中的应用。
2026-01-07 physics.flu-dyn
Numerical study on a shelled gas bubble submerged in soft tissue
超声造影剂最近已被用于药物物质的靶向递送的治疗实现中。在超声场的作用下，封装的微泡的径向脉动是复杂的和高度非线性的，特别是对于具有高声压幅度的药物和基因递送应用。应用混沌物理方法对聚合物壳化剂的动力学行为进行了\textit{in vivo}研究，并考虑了外部介质的可压缩性和壳层的影响。超声造影剂的稳定性检查绘制的分叉图在很宽的范围内的影响参数的变化。结果表明，周围介质的组成改变微泡动力学，强烈。此外，各种参数的影响，提出了一个全面的看法的微气泡的径向振荡的定量描述的稳定和不稳定区域的微气泡振荡。
2018-11-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shell viscosity estimation of lipid-coated microbubbles
本研究通过超高速显微成像、光镊和宽场荧光技术精细表征脂质包膜微泡的壳黏度，发现其变异性约一个数量级且不依赖气泡尺寸，并证明先前报道的尺寸依赖趋势是气泡光谱法方法学偏差和气泡尺寸测量误差造成的伪影。
2023-08-11 physics.flu-dyn
Diffusive interaction of multiple surface nanobubbles and nanodroplets: shrinkage, growth, and coarsening
表面纳米气泡是在浸没的基底上的纳米级球帽状气体域，其稳定，甚至数天。在理论上解释了{ \it单}表面纳米气泡的稳定性之后，即需要接触线钉扎和气体过饱和来稳定它们以抵抗扩散溶解[Lohse和Zhang，Phys.修订版本\ E 91，031003（R）（2015）]，这里我们关注{\it多个}纳米气泡的{\it集体}扩散相互作用。为此，我们开发了一个有限差分格式的扩散方程与适当的边界条件和浸没边界方法用于代表增长或收缩的气泡。在针对Epstein和Plesset针对本体气泡[J. Chem. Phys. 18，1505（1950）]以及Lohse和Zhang针对表面气泡的精确结果验证了该方案之后，这些模拟的框架被用于描述竞争性生长的纳米气泡的粗化过程。这种扩散相互作用的纳米气泡的粗化过程随着推进时间而减慢，从而增加气泡距离。目前的结果表面纳米气泡也适用于浸没的表面纳米液滴，其中存在更好的控制实验结果的粗化过程。
2020-02-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Collective dissolution of microbubbles
在欠饱和流体中，可溶性气体的微观气泡总是在有限时间内溶解。该扩散过程由气泡附近的气体浓度（其值通过亨利定律由内部压力控制）与远场中的浓度之间的差异驱动。相邻气泡的存在可以通过增加有效背景浓度和减少每个气泡所经历的溶解气体的扩散通量来显著减缓该过程。我们开发的理论建模的情况下，小微泡的内部压力是由拉普拉斯压力的扩散屏蔽过程。我们首先使用一个精确的半解析解来捕获的情况下，两个气泡，详细分析的屏蔽效果，并表明，流体动力学的影响几乎可以忽略不计，除了在几乎接触的气泡的情况下。为了解决多个气泡的情况下，我们推导和验证两个分析近似但通用的框架，首先使用的反射的方法，然后提出一个自洽的连续描述。使用这两种建模框架，我们研究了常规的1D，2D和3D气泡晶格的溶解。位于晶格边缘的气泡首先溶解，而最里面的气泡受益于扩散屏蔽效应，导致晶格内溶解前沿的向内传播。我们发现，扩散屏蔽导致几倍增加的溶解时间的增长与气泡的数量在一维晶格和代数在两个和三个维度，缩放分别作为其平方根和2/3的权力。我们进一步说明的溶解模式的初始波动的气泡大小或安排的情况下，大而密集的晶格，以及非直观的振荡效应的敏感性。
2018-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Modeling of Microbubble Enhanced High Intensity Focused Ultrasound
DYNAFLOW, INC.（DYNAFLOW公司）
该研究通过三维建模探讨微气泡增强HIFU治疗中的加热效应，分析气泡与超声波的相互作用及热沉积机制。
2018-07-26 physics.flu-dyn
On the Jets Induced by a Cavitation Bubble Near a Cylinder
本文针对圆柱附近空化气泡溃灭诱导射流问题，提出由气泡离壁距离和圆柱直径决定的起始准则与方向预测模型，并通过实验验证，为保护性或破坏性应用中的射流设计与控制提供指导。
2023-07-10 physics.flu-dyn
Taylor dispersion of bubble swarms rising in quiescent liquid
本研究通过3D拉格朗日追踪气泡和示踪粒子，揭示了静息水中上升气泡群的扩散特性，发现其水平均方位移因尾流诱导和湍流阻尼产生振荡，垂直扩散显著快于单气泡情况，并阐明了不同尺寸气泡群中示踪粒子的过渡时间差异机制。
2025-05-16 physics.flu-dyn
The Gilmore-NASG model to predict single-bubble cavitation in compressible liquids
将Gilmore模型与Noble-Abel-stiffened-gas（NASG）状态方程相结合，得到一个基于真实气体热力学的预测球形气泡膨胀和坍缩的简单模型。NASG状态方程解决了与常用的Tait液体状态方程相关的温度不准确性，因此，可以提供空化期间气泡内容物和周围液体的可压缩和热效应的一致描述。在详细推导了所提出的Gilmore-NASG模型后，通过与气泡破裂相关的单气泡气穴现象以及与声致发光相关的频率和振幅区域的声激励驱动的结果，强调了经典Gilmore-Tait模型与所提出的模型之间的差异。高强度聚焦超声和冲击波碎石术。特别是对于快速和剧烈崩溃的气泡，可以观察到的气泡行为之间的建议Gilmore-NASG模型和经典的Gilmore-Tait模型的显着差异。Gilmore-NASG模型能够同时预测气体、蒸汽和液体中的可靠压力和温度值，这使得所提出的模型对于声化学和生物医学应用特别有吸引力。
2020-08-21 physics.comp-ph physics.flu-dyn
The history effect on bubble growth and dissolution. Part 2. Experiments and simulations of a spherical bubble attached to a horizontal flat plate
在过饱和或欠饱和溶液中的可溶性气泡的生长或溶解动力学的准确描述，需要考虑到一些物理效应，有助于瞬时传质速率。其中之一就是所谓的历史效应。它指的是气泡周围的局部浓度边界层的贡献，该边界层是由气泡和液体环境之间的过去的质量传递事件发展而来的。在本工作的第1部分\citep{penas2016}中，对球形孤立气泡的这种效应进行了理论处理。在这里，第二部分提供了一个实验和数值研究的历史效应有关的球形气泡附着在水平平板和重力的存在。本文中开发的模拟技术是基于流函数-涡量公式，可应用于其他流量的气泡或液滴交换质量中存在的重力场。使用这种数值工具，模拟中使用的实验中，其中的气泡暴露于随后的生长和溶解阶段，使用逐步变化的环境压力相同的条件下进行。除了证明历史效应的相关性，模拟突出的重要性，边界诱导平流准确地描述气泡的生长和收缩，即气泡半径的演变。此外，自然对流有显着的影响，显示在速度场，即使在很短的时间，虽然，在这里研究的过饱和条件下，气泡的演变预计主要是扩散。
2017-06-03 physics.flu-dyn
Cyclic jetting enables microbubble-mediated drug delivery
针对微泡增强药物吸收机制不明的问题，本研究通过时间分辨侧视可视化揭示微秒超声驱动下单个微泡通过周期性微射流刺破细胞膜并诱导药物摄取，建立形成阈值，阐明其物理机制并提供安全应用标准。
2025-11-13 physics.bio-ph physics.flu-dyn physics.med-ph
A unified theory to describe the transition of stable nanobubbles to unstable microbubbles on homogeneous surface
实验不仅揭示了纳米气泡的寿命非常长，而且还证明了微米以上气泡的扩散不稳定性，因此迫切需要对气泡稳定性进行全面的物理理解。在这里，我们开发了一个模型，捕捉从稳定的纳米气泡的均匀表面上的不稳定的微气泡的状态转换。这种转变解释了实验中观察到的表面纳米气泡的典型长寿命、有限高度和小接触角。结果表明，气泡尺寸和气体溶解饱和度决定了表面气泡的动力学行为，即长大、稳定、收缩或溶解。
2021-12-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Colloidal bubble propulsion mediated through viscous flows
本研究针对气泡驱动催化胶体推进缺乏通用理论的问题，建立了扩散-流体力学联合理论，揭示了气泡生长的分岔机制与流场规律，指出部分实验观测特征源于装置特性而非基本推进物理。
2024-05-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Physics of Bubble-Propelled Microrockets
在微尺度上诱导合成推进的一种流行方法是使用催化游泳者（在文献中称为微火箭）的非对称体内表面产生的气泡产生的力。气泡在催化游泳器内成核和生长，并在不对称几何约束的作用下朝向其开口之一迁移，从而产生推动装置的净流体动力。在本文中，我们使用数值模拟开发一个联合化学（扩散）和流体动力学（斯托克斯）分析的气泡生长在一个圆锥形的催化microrrocket和相关的气泡和microrrocket运动。我们的计算模型使我们能够解决一个完整的气泡周期的气泡动力学，从它的成核到它退出锥形火箭，因此，以确定作为所有设计参数的函数的推进特性，包括几何形状和化学活性的电机，表面张力现象，和所有的物理化学常数。我们的研究结果表明，流体动力学和化学部分解耦的气泡的运动，与流体动力学确定的距离由微火箭在每个周期，而化学设置的气泡喷射频率。我们的数值模型最终使我们能够确定一个最佳的微型火箭的形状和大小，其中游泳速度（每周期持续时间的距离）最大化。
2018-03-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Analysis of Rayleigh-Plesset dynamics for sonoluminescing bubbles
最近对单泡声致发光（SBSL）的研究表明，这种现象的许多特征，特别是SBSL强度和稳定性对实验参数的依赖性，可以在流体动力学方法中得到解释。更具体地说，许多重要的性质已经可以从气泡壁动力学的分析中推导出来。这种动力学是方便地描述了瑞利-Plesset（RP）方程。在这项工作中，我们推导出RP动力学和随后的分析法律的参数依赖性的解析近似。这些结果包括（i）SL的起始阈值的表达式，（ii）从扩散不稳定的过渡到稳定的平衡的气泡周围半径（不稳定和稳定的声致发光）的分析解释，和（iii）RP方程的共振结构的详细了解。据发现，SL排放的阈值被转移到更大的气泡半径和更大的驱动压力，如果表面张力被放大，而即使是在液体粘度的相当大的变化离开这个阈值几乎不变。由于增加的粘度使气泡稳定以抵抗表面振荡，因此我们得出结论，用于剧烈塌陷的、表面稳定的SL气泡的理想液体应该具有小的表面张力和大的粘度，尽管太大的粘度（>水的粘度的40倍）将再次阻止塌陷。
1998-05-30 chao-dyn nlin.CD physics.flu-dyn
Effect of Temperature Wave on Diffusive Transport of Weakly-Soluble Substances in Liquid-Saturated Porous Media
本文研究了地面温度振荡对弱可溶性物质溶质在饱和多孔介质中扩散输运的影响。由这些振荡引起的温度波在多孔介质中衰减，产生溶解度波和相应的溶质扩散通量波。当未溶解部分固定在孔中时-对于气体，气泡可以通过表面张力力固定，对于固体（例如，石灰石、气体水合物），非溶解相的固定是明显的-唯一剩余的质量传输机制与通过孔隙中液体的溶质通量有关。我们分析评估所产生的时间平均质量通量的情况下，到处散落着非溶解相的介质，并揭示了显着的效果的温度波上的物质释放的BROMF和非溶解的质量重新分配内的BROMF。分析理论与数值计算进行了验证。
2014-09-10 physics.chem-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Dynamic equilibrium Mechanism for Surface Nanobubble Stabilization
最近的实验已经令人信服地证明了在浸没的疏水表面上的表面纳米气泡的存在。然而，经典理论指出，小气泡迅速溶解，因为它们的大拉普拉斯压力导致气体的扩散外流。在此，我们提出，由于朝向疏水壁的气体吸引，气泡通过接触线附近的气体的连续流入而稳定化（Dammer & Lohse，PRL 96，206101（2006）; Zhang { \it et al.}，PRL 98，136101（2007）; Mezger { \it等人}，J. 128，244705（2008））。这种流入平衡了流出并允许亚稳态平衡，然而亚稳态平衡在热力学平衡中消失。我们的理论预测的表面纳米气泡的平衡半径，以及作为疏水性和气体浓度的函数的表面纳米气泡形成的阈值。
2008-10-26 physics.chem-ph physics.flu-dyn
