离子特异性调制的非均匀界面流抑制电解质溶液中的气泡聚并

电解质溶液中气泡聚并的抑制促成了海洋白浪的形成，并影响许多与气泡相关的工程过程中的传热与传质。对于不同电解质，抑制气泡聚并的能力与气水界面上以异常阴阳离子对关系表现的离子特异性相关，而非大气、生物与化学过程中广泛报道的典型阳离子或阴离子序列。本文表明，由于阴阳离子均具有表面特异性，在电解质浓度不同于溶液本体的情况下产生的非均匀界面流，导致了电解质溶液中气泡聚并的抑制行为。该界面流借助可移动的气水界面，使两个碰撞气泡间液膜内的电解质浓度持续变化，从而在薄膜与本体溶液间形成电解质浓度梯度。当膜厚达到数十纳米时，该电解质浓度梯度（亦即表面张力梯度）变得显著，足以抵抗膜变薄。两个气泡间膜变薄的减缓与气泡聚并的延迟通过高速干涉术实验捕获，并由所提出的电解质传输模型定量解释。该发现清晰揭示了界面流与离子特异性的耦合效应，对深化海洋波浪理解、面向生物学关键的高浓度电解质溶液胶体科学未来发展具有重要意义，并惠及水分解与矿物提取等诸多应用领域。