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纳米气泡是最好的氢水技术?

纳米气泡给氢气医学提供了实用技术,氢气医学给纳米气泡提供了理想应用场景,因此纳米气泡和氢气医学是典型的珠联璧合关系。

纳米气泡是一种热门的物理研究领域,主要是这种特征的气泡存在难以让人理解的特征。按照经典气泡内压理论,气泡体积越小,表面张力越大,气泡内压强越高。按照气体溶解定律,压强越高,气体溶解量越大。气泡越小,压强越高,气体溶解到气泡周围水中越多,按照这个规律,一旦气泡直径小于1微米(1000纳米),气泡会迅速溶解,甚至由于速度过快而出现爆溶现象。

大量研究发现,100-500纳米直径的气泡的存在寿命非常长,这让科学界非常意外。由于制做纳米气泡的技术先来自工业,技术已经越来多。气泡越小溶解效率越高的基本规律仍然存在,给纳米气泡在气液混合领域提供了重要条件。另外,纳米气泡寿命长也给纳米气泡这种特殊的溶气模式建立了新的载气模式。

具体到氢气医学,纳米气泡不仅能有效提高氢气的浓度,更能显著提高水中氢气的溶存度。就是在纳米气泡水中的不仅有溶解状态的氢气,也有纳米气泡状态的氢气,两种结合起来比经典的气体溶解度增加许多倍。

气泡是指液体内充满气体的空穴,产生气泡的基本条件是液体内气泡内压不小于环境压力。气泡表面拥有不同于气泡所在液体性质的成分。表面活性剂对气泡的形成十分重要但并不是必须条件。由于浮力比较大,大气泡一般会迅速上升到表面崩解,直径小于1微米的气泡也就是微纳米气泡因存在目前不了解的机制,能在液体中长时间稳定存在。

纳米技术领域,一般习惯把100纳米以下作为纳米颗粒的最大尺度,但是纳米气泡直径一般是大于100纳米,气泡研究领域一般把1000纳米以下作为纳米气泡或微纳米气泡,100微米以下为细小气泡。纳米气泡有两种基本类型,一种是非球形界面纳米气泡,是固定分布在液体和固体界面上的气泡,这种气泡在学术界被研究相对充分,但应用相对少。另一种就是我们比较熟悉的体相纳米气泡,就是悬浮在液体中的球形纳米气泡。学者们对气泡的大小范围具体仍然有不同看法,但大多数同意直径10-1000纳米为纳米气泡。

气泡制备方法主要包括水力空化和颗粒空化、声学或声波降解法、电化学气蚀和机械搅拌等。这些技术背后的物理学基础都是利益表面张力和能量消耗降低压强。纳米气泡的基本制造方法有4类,一是加减压法,二是机械旋切法,三是超声空化法,四是湍流管法。一般具体应用中往往多种方法联合起来使用。

氢气医学和纳米气泡技术很早就有结合,日本和中国在这方面走在国际前列,现在大规模氢水制造一般都采用微纳米气泡技术,家用氢水机和氢水洗浴产品也多采用纳米气泡。

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