微納米氣泡領(lǐng)域的春天已悄悄來(lái)臨

清晨小草上晶瑩剔透的露珠為什么是圓的？為什么可以在葉子上滾動(dòng)？這些現(xiàn)象都與物質(zhì)的界面性質(zhì)分不開(kāi)。研究發(fā)現(xiàn)，一些特殊的現(xiàn)象或反應(yīng)往往發(fā)生在微觀界面上，特別是納米尺度下的界面行為，和物質(zhì)的宏觀表現(xiàn)有著截然不同的特性。露珠的超高接觸角，就是在納米突起中間發(fā)生氣體吸附而形成的。

“納米氣泡”這一概念的提出，源于19世紀(jì)80年代初的一個(gè)神奇現(xiàn)象：當(dāng)時(shí)科學(xué)家們?cè)跍y(cè)量2個(gè)疏水界面之間的界面作用力時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在著一種神秘疏水長(zhǎng)程引力，這一謎題引導(dǎo)科學(xué)家們猜測(cè)界面納米氣泡的存在。雖然納米氣泡在界面上的穩(wěn)定吸附可以很好地解釋這種疏水長(zhǎng)程引力，但是一直缺乏直接的證據(jù)。直到2000年，中國(guó)課題組和日本課題組分別發(fā)表了納米氣泡的原子力顯微成像圖片，為納米氣泡的存在提供了最直觀的證據(jù)。由于納米氣泡的存在有悖于經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論，在隨后的10年里，對(duì)于納米氣泡是否真實(shí)存在，以及如何解釋它的穩(wěn)定性，學(xué)術(shù)界仍處于激烈的爭(zhēng)論中。

近10年來(lái)，納米氣泡的存在逐步被大家所接受，但其穩(wěn)定性的理論基礎(chǔ)依然缺乏。雖然學(xué)術(shù)界提出了很多的模型，但是一直沒(méi)能解釋納米氣泡的屬性。目前，相關(guān)基礎(chǔ)研究正在持續(xù)推進(jìn)；同時(shí)，納米氣泡結(jié)合微米氣泡，即微納米氣泡的應(yīng)用，已引起多個(gè)國(guó)家的高度重視；近幾年來(lái)，納米氣泡相關(guān)文章每年超過(guò)200篇。日本已把微納米氣泡的應(yīng)用研究上升到國(guó)家戰(zhàn)略位置。在中國(guó)，雖然微納米氣泡的應(yīng)用剛剛起步，但近幾年已迅速進(jìn)入水處理、農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)學(xué)和養(yǎng)生健康等領(lǐng)域。特別需要提出的是，2020年在應(yīng)對(duì)突發(fā)的新冠疫情時(shí)，臭氧微納米氣泡提供了一種全新的病毒/病菌綠色消殺技術(shù)。可以說(shuō)，微納米氣泡已經(jīng)在悄悄地改變著人們的生產(chǎn)和生活方式，為人們創(chuàng)造著更健康的生存環(huán)境。

中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)微納氣泡專(zhuān)業(yè)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)專(zhuān)委會(huì))成立于2018年，是連接學(xué)術(shù)界和工業(yè)界之間的交流橋梁。近兩年來(lái)，在專(zhuān)委會(huì)的努力下，中國(guó)已初步匯集了一定規(guī)模的科學(xué)家和企業(yè)家團(tuán)隊(duì)，設(shè)立了不同領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)組和相關(guān)企業(yè)示范性基地，推動(dòng)著微納米氣泡在各個(gè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。微納氣泡專(zhuān)委會(huì)于2019年初創(chuàng)立了自己的內(nèi)部刊物《微納米氣泡》，這次很高興能夠借助上海市凈水學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)刊物《凈水技術(shù)》出版第二期《微納米氣泡》專(zhuān)刊，推動(dòng)兩個(gè)領(lǐng)域的交叉融合。微納氣泡是一個(gè)新興的交叉領(lǐng)域，專(zhuān)委會(huì)衷心期待與其他領(lǐng)域的專(zhuān)委會(huì)進(jìn)行交流合作。我們也希望有更多對(duì)水科學(xué)和微納米氣泡感興趣的各界人士一起加入。

可喜的是，中國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)一直處于納米氣泡研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。我相信，今后的10年乃至數(shù)10年，都將是微納米氣泡研究和應(yīng)用的春天！這一由我們中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)頭開(kāi)創(chuàng)的新興領(lǐng)域，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用齊頭并進(jìn)，走在世界的前列，將會(huì)為人們創(chuàng)造更美好的生活！