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小气泡 大乾坤——应崇福院士举行学术报告会
2005/12/21 | 作者:办公室   | 【 【打印】【关闭】

  12月16日上午10时,中国科学院院士应崇福先生在德昭楼218给三部三室的老师和研究生做了题为“声空化课题实验部分的近期探索”的学术报告。清华大学物理系安宇副教授及其声空化研究小组的研究人员受邀出席了报告会。所长助理王小民研究员主持了报告会。

  在1个半小时的报告中,应先生先简要介绍了我所声空化课题组今年在理论研究方面所取得的成果和近期的声空化的应用热点。在理论研究方面,声空化课题组今年分别在Physical Review E、J.Phys.D: Appl.Phy.、WCU/UI’05上各发表论文1篇。声空化近期应用的热点是热核聚变和声化学方面,其中值得一提的是2005年11月9日参考消息10版 “未来的石油大亨”的文章,使人们看到了声空化可能在能源开发利用方面潜在的巨大应用价值。

  接下来,应先生介绍了声空化研究的两个里程碑事件,其一是1990年D. Felipe Gaitan等发现的“稳态单泡声致发光”(SBSL)的现象。自该现象发现以来,一直是激励着人们进行深入、重点地研究。科学家预测,在极端压缩下,空化泡内温度会达到极端值。有人曾有争议地提出,这样的条件甚至有可能导致发生核聚变。由于在典型SBSL光谱中缺乏特征谱线,因此难以确定空化泡内发生了什么。其二是今年3月,David J. Flannigan和Kenneth S. Suslick利用浓硫酸作为介质,并对其进行声学处理,获得了迄今所见到过的最强烈的声致发光。该声致发光试验提供了大量光谱信息,最重要的是,提供了特征线谱和温度高达15000K的证据,表明坍缩的气泡内有一个炽热的等离子核。该成果发表在今年Nature第三期。

  因此,声空化越来越成为当今声学、物理学中的热点与难点问题。今年8、9月份在北京召开的WCU/UI’05国际超声会议,声空化与“海扶刀”成为会议的两个热点问题就是一个明显的例子。在声空化研究日新月异的当今,我所的声空化组也做了卓有成效的探索,创新、发扬和保持了自己的特色。

  早在六十年代,我所的汪承灏院士等人就用单一空化气泡,准确确定了空化发光发生在空化气泡闭合瞬间。同时表明在光辐射的同时,还可能伴有电磁辐射的存在。遗憾的是,后来由于众所周知的历史原因使研究停止了。

  自2000年以来,我所声空化组在应崇福院士的带领下,采用“刹管法”进行瞬态声空化的研究。与其他方法相比,其主要特点是:

  1、在所试验过的十七、八种不同液体中,都能产生“声致发光”;而稳态单泡声致发光原来只有在水中才能观测到明显的声致发光。

  2、“瞬态”更接近实用多泡的状态,因此可能比较接近于应用。

  针对今年“稳态单泡声致发光”在浓硫酸介质中所取得的进展,瞬态声空化研究急待进一步提高。近4、5个月来,声空化组主要做了以下有益的探索:

  1、提高了一些具体的实验手段,对玻璃管内气泡空化时声场的测量得到了一些新的结果。

  2、通过对玻璃管内声场的理论分析以及与实验测量结果的对比,加强了对“刹管法”玻璃管中声场基础问题的理解。

  但是,上面的工作只是整个研究工作的冰山一角,面对越来越多的机遇与挑战,声空化课题组下一步将结合现在承担的国家重点自然科学基金的研究工作和中科院知识创新工程三期工作,进一步提高自主创新能力,在保持“刹管法”原有特色的基础上,提高瞬态单一气泡和本产生气泡方法的特色、功能,使之在了解空化的物理本质方面能起更大的作用。为此,需要

  1、增长本产生方法的实验本领,包括急需完善观察手段;

  2、搜索瞬态气泡新的特征;包括了解它内部的状态;

  3、开拓本瞬态气泡特点的利用,如利用气泡特大的特点。

  在应先生讲演完了之后,李明轩研究员、张海澜研究员就其中的一些问题与应先生进行了探讨。通过本次报告,与会的广大老师与学生不仅对声空化问题有了进一步地了解,更对年已88岁的应先生的健康和严谨的科学态度留下了深刻印象。(三部三室 徐德龙)  

 
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