一个研究团队已经确定了与声学微气泡的化学活性相关的一个关键因素,并注意到液体的温度与所产生的微气泡的温度之间存在联系。
活跃的气泡有各种应用,包括水净化和医疗用途。研究人员通过将液体暴露于强超声波下来制造微气泡——这一过程称为声化——它加热并压缩气泡。例如,当超声波使水中的气泡快速崩溃时,气泡内部的温度可以飙升至几千度,压力达到数百大气压。
这些气泡被称为活跃气泡或声学气泡。来自大阪市立大学的研究团队确定了评估这些微气泡的化学活性和温度的关键指标。
由可持续系统科学研究生院的冈津健二教授领导的研究显示,在水的声化过程中,氢气的产生是评估声学气泡化学活性更重要的指标,而不是水在热分解过程中形成的过氧化氢。
研究人员还对水性t-丁醇(一种三级醇)溶液进行了实验,以研究在超声波作用下产生的活跃气泡的温度和数量。他们发现,随着溶液温度和无机盐浓度的增加,活跃气泡的温度降低,同时生成的气泡数量也减少。
冈津教授兴奋地表示:“我们的研究阐明了气泡温度和化学活性之间的联系。通过更好地理解活跃气泡的特性,我们可以更精确地控制化学反应。我们期待水净化方法和纳米技术的进步,包括持久性有机污染物的分解以及有价值的高性能纳米材料的创造。”
这项研究的结果已发表在超声波声化学期刊上。