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除了好看，為什么晶瑩剔透的氣泡還能蘊(yùn)藏巨大能量？
熱水器|2022.11.13
一說到泡泡，“陽光下的泡沫，一觸就破”就像瞬間被打開的八音盒，開始一遍一遍地在耳朵邊上循環(huán)播放，停都停不下來。
Part?1 “表里不如一“，泡泡最在行
“水能載舟，亦能覆舟”這句話想必大家的耳朵已經(jīng)聽出了老繭，但在實(shí)際生活中，除非是船漏了，不然船怎么會沉呢？
隨著科學(xué)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)船可能真的會迷之沉沒，而這種現(xiàn)象的罪魁禍?zhǔn)卓赡芫褪呛５谆鹕胶土严夺尫懦龅拇罅克羝⒓淄楹虲O2等氣體形成的氣泡，這些氣泡溢出會造成海面像燒水一樣“開鍋”，同時造成水的密度下降，經(jīng)過的船受到的浮力也大大降低入，瞬間沉入海底。
央視做的“氣泡場”實(shí)驗(yàn) GIF: 央視
向海洋深處走去，“一碰就破”的泡泡在那里成為了更有力的武器——手槍蝦擁有一大一小兩個“夾子”，在捕捉獵物時，瞬間彈出的大鰲能夠產(chǎn)生高速水流，同時激發(fā)許多“空化泡”，氣泡潰滅瞬間，周圍瞬時水溫可達(dá)到上千度，能產(chǎn)生200多分貝的噪聲（遠(yuǎn)高于槍聲的150分貝），產(chǎn)生的聲波甚至還能干擾軍艦的聲吶系統(tǒng)。這是一種低壓的空化氣泡，這種能量巨大的“氣蝕”能瞬間打暈獵物，成為手槍蝦的盤中餐。
手槍蝦在發(fā)射 GIF: earth unplugged
Part?2 泡泡的超能力，不止這么點(diǎn)兒
這些泡泡雖然很厲害，但它們從存在時間上來說，乍一出現(xiàn)，很快就會破裂消失。能不能讓氣泡的壽命再延長一點(diǎn)？其實(shí)，人們對氣泡“可持續(xù)性”的研究一直在深入。
從1950年開始，就有了關(guān)于氣泡壽命和氣泡半徑關(guān)系的預(yù)測理論；到1994年，微納米氣泡的概念正式被提出，它也被用來解釋兩個物體之間的吸引力……這里的“微納米氣泡”，就是一種可以在水中穩(wěn)定存在幾分鐘甚至幾小時的特殊泡泡！它們的尺寸在1納米至50微米之間，比頭發(fā)直徑還小。
普通泡泡和微納米氣泡 圖片：library.utoronto
研究發(fā)現(xiàn)，與微納米氣泡結(jié)合的附體分子跟腫瘤靶點(diǎn)有特異性的親和力。于是研究者利用微納米氣泡，制出了納米尺寸的超聲造影劑，在腫瘤早期定量診斷和靶向治療方面，具有十分廣泛的應(yīng)用前景[1]。
微納米氣泡不僅體積比普通氣泡小，更具有不同于普通氣泡的一些特殊性質(zhì)。正如上面提到的，微納米氣泡擁有超長的存在時間。這是因?yàn)槲⒓{米氣泡表面電荷產(chǎn)生的ζ 電位很高，使溶液中的微納米氣泡之間具有排斥阻力，讓氣泡間能保持一定的距離，不僅避免了彼此聚結(jié)和破裂，也阻止了更大的氣泡的形成，從而促進(jìn)了微納米氣泡的穩(wěn)定[2]。
和普通氣泡水（左圖）相比，充滿微納米氣泡的水（向右滑動）看起來像乳白色的牛奶一樣。
同時，微納米氣泡由于過于小，使其表面張力對內(nèi)氣體的壓縮作用更為顯著，在緩慢上升的過程中，比表面積和內(nèi)部氣壓也在隨之無限增大，最終內(nèi)部達(dá)到一定極限值的時候破裂消失，并產(chǎn)生強(qiáng)大的微爆破力。
幾種氣泡的區(qū)別 圖片：參考資料：[3]
自20世紀(jì)80年代起，我國科考工作者就陸續(xù)發(fā)掘了廣東“南海一號”等重要沉船遺址，那些發(fā)掘出來的瓷器等文物在海水的腐蝕以及水生物的附著凝結(jié)下，幾乎已經(jīng)面目全非。
如果用刀刮，很容易就造成堅(jiān)硬表面的損傷，而化學(xué)清洗材料也有多多少少的腐蝕作用。而擁有高效界面活性和微爆破力的微納米氣泡就成功引起了科考工作者們的注意，而且在“南海一號”的清洗實(shí)踐中證明，微納米氣泡應(yīng)對陳年老垢非常有效，粘連的器物可以成功分離，紋飾細(xì)節(jié)也可以得到完美保留。
南海一號出土文物清洗前后的對比 圖片：參考資料[4]
還沒完，微納米氣泡還能進(jìn)行“魔法”攻擊——在破裂瞬間，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學(xué)能在瞬間被釋放，可以激發(fā)大量的羥基自由基[5]。這些羥基自由基就像行走的強(qiáng)氧化劑，不僅殺菌抑菌，還可以將苯酚這樣難分解的有機(jī)污染物降解成無機(jī)物。
而且為了達(dá)到更好的“療效”，目前微納米氣泡大多時候會跟紫外線或臭氧一起搭配，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手發(fā)揮對工業(yè)廢水的處理作用，而且污染物的初始濃度越高，降解效果就越好[6]，簡直就是工業(yè)領(lǐng)域的超強(qiáng)“洗滌靈”。
Part?3 前沿科技的降維打擊，專攻生活難題
小小的微納米氣泡看似毫不起眼，但卻擁有非凡的獨(dú)門絕技。在下面這支視頻中，你能看到自然界中的氣泡是如何產(chǎn)生的，還能看到氣泡是如何被人類完美地融入到日常生活，甚至是熱水器中～
前沿科技的不斷發(fā)展進(jìn)步也在不斷被改良，最終成功被民用。擁有101年歷史的林內(nèi)（Rinnai）就從微納米氣泡的眾多優(yōu)勢中收獲啟發(fā)，研發(fā)出了最新款的林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器，成功制成了微納活氧氣泡，讓普通人也能感受到這個微小氣泡帶來的高效魅力。
微納活氧氣泡和熱水器能碰撞出什么火花？最最最重要的，當(dāng)然是讓洗澡變得更爽了！
人體毛孔直徑為80-100μm，而普通水分子團(tuán)為200-400μm左右。林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器產(chǎn)生的微納活氧氣泡水，平均直徑50μm，比毛孔直徑還要小很多?；叵胍幌卢F(xiàn)在的洗澡——沖水、涂洗面奶沐浴露、隨便搓一搓、沖水，然后草草了事。權(quán)威第三方的檢測報(bào)告顯示，實(shí)驗(yàn)員使用含微納活氧氣泡的水和普通水對受試者額頭皮膚進(jìn)行油脂含量測試，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過微納活氧氣泡清洗過的油脂去除率高達(dá)88.8 %。在林內(nèi)的幫助下，每天早上只要簡單沖沖水，就能讓肌膚更凈透、元?dú)鉂M滿。
圖片：檢測報(bào)告[7]
很多人對冬天洗澡十分排斥，要么就是自我感覺良好認(rèn)為白天沒怎么出汗，要么就是洗完澡得全身上下涂一遍身體乳，實(shí)在過于麻煩。但其實(shí)有了林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器，在冬天洗澡也能成為一件省心的事情，檢測報(bào)告表明，使用林內(nèi)沐浴15分鐘后，肌膚含水量可以提升7.5%左右（普通水與微納活氧氣泡水的差值），保持更好的肌膚滋潤度，頭發(fā)的光澤度、柔順度也顯著增加。
圖片：檢測報(bào)告[7]
除了浴室，微納活氧氣泡在廚房水槽里也可以大顯身手。從前洗碗刷鍋得用熱水+洗潔精兩把刷子，但微納活氧氣泡爆裂時產(chǎn)生的羥基自由基（OH-）有助于降解氧化油脂、細(xì)菌等污染物。通過無數(shù)活氧微氣泡爆裂瞬間形成的沖擊力配合上大量的羥基自由基，可高效消除果蔬類、肉類表面的大腸桿菌、金葡菌等有害細(xì)菌，細(xì)菌殘留一沖即凈，檢測結(jié)果表明，去除率可以高達(dá)99%，同時可提升果蔬清洗時的農(nóng)殘去除率，環(huán)保又安心。
林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器的清洗除菌效果 圖片：檢測報(bào)告[8]
在視頻中，我們用林內(nèi)釋出的微納活氧氣泡沖洗了各種蔬果，甚至連核桃這種究極挑戰(zhàn)都加上了，發(fā)現(xiàn)微納活氧氣泡根本沒在怕的，清洗效果十分顯著！
那么林內(nèi)是如何掌握并解鎖微納活氧氣泡黑科技的呢？其實(shí)原料就只有空氣和水，但是通過噴嘴閥門加速后的空氣在氣液混合泵智能增壓下，大氣泡被強(qiáng)力碎化，然后再通過突破性的“脫氣罐+自動排氣閥”將碎化后的氣泡進(jìn)一步壓縮溶解，最終平均直徑 50μm的微納活氧氣泡，通過專用花灑和水龍頭得以強(qiáng)勁釋放。
不過林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器可不是只懂專業(yè)知識的學(xué)霸，它還是更懂用戶的貼心管家。它擁有獨(dú)家“冷熱沖”技能，通過冷熱交替按摩身體，再加上恒溫沐浴、增壓系統(tǒng)等支撐科技，在家就可以每天享受專業(yè)SPA機(jī)構(gòu)的舒適體驗(yàn)。
聯(lián)網(wǎng)后的林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器還可以在手機(jī)app上控制水溫和各種洗浴模式，保養(yǎng)、故障甚至燃?xì)庀牧康燃?xì)節(jié)數(shù)據(jù)，也都會及時提醒你～
看到這里，你還會感覺“泡泡”就是那么普通，那么平凡嗎？其實(shí)泡泡本身并沒有什么不同，但得益于現(xiàn)代科技結(jié)合使用場景，讓微納米氣泡擁有了更有價(jià)值的“靈魂”，也為洗澡、清潔這種日復(fù)一日的生活細(xì)節(jié)增加了難得的舒適感，生活小確幸？在林內(nèi)BLU-X氧霂熱水器的助攻下簡直可以信手拈來～
[1] Yang, H., Cai, W., Xu, L., Lv, X., Qiao, Y., Li, P., ... & Duan, Y. (2015). Nanobubble–Affibody: Novel ultrasound contrast agents for targeted molecular ultrasound imaging of tumor.?Biomaterials,?37, 279-288.
[2] Zimmerman, W. B. , Václav Tesa, & ?Bandulasena, H. . (2011). Towards energy efficient nanobubble generation with fluidic oscillation. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 16(4), 350-356.
[3] 楊麗, 廖傳華, 朱躍釗, 陳海軍, & 金勤芳. (2012). 微納米氣泡特性及在環(huán)境污染控制中的應(yīng)用.?化工進(jìn)展,?31(6), 1333-1337.
[4] 黃河, 楊慶峰, & 吳來明. (2017). 微納米氣泡清洗“南海一號”出水瓷器的安全性評價(jià)研究. 文物保護(hù)與考古科學(xué), 029(003), 30-37.
[5] Takahashi, M., Chiba, K., & Li, P. (2007). Free-radical generation from collapsing microbubbles in the absence of a dynamic stimulus.?The Journal of Physical Chemistry B,?111(6), 1343-1347.
[6] Chu, L. B., Xing, X. H., Yu, A. F., Zhou, Y. N., Sun, X. L., & Jurcik, B. (2007). Enhanced ozonation of simulated dyestuff wastewater by microbubbles.?Chemosphere,?68(10), 1854-1860.
[7] SGS 檢測報(bào)告SHES210200343671： 熱水器微氣泡水對皮膚油脂，水分，溫度改 善效果實(shí)驗(yàn)
[8] SGS 檢測報(bào)告SHES210200343673： 熱水器微氣泡水除菌效果
