基于振荡气泡法测定声悬浮液滴的表面张力

蒋乐昕，郭泽虹,黄敏珊，彭 力,b,c

(华南师范大学 a.物理与电信工程学院；b.华南师大(清远)科技创新研究院有限公司;c.物理国家级实验教学示范中心，广东 广州 510006)

超声悬浮是利用超声波的非线性效应产生声辐射力，从而克服悬浮物的自身重力，实现物体悬浮的技术，广泛应用于液体样品的无容器操纵，对液滴动力学研究有重要意义.

表面张力测量可为人们提供气液、液液之间相互作用的信息，通过这些信息可以推断出材料的黏附、浸润、生物相容、润滑、吸附等重要特性[1]. 传统测量液体表面张力的方法有拉脱法、悬滴法、最大气泡法和毛细管上升法等. 目前最常用的方法是拉脱法，该方法所使用的仪器简单[2]，但操作过程复杂，易受环境干扰，样品与固体表面直接接触，易污染样品，且由于人为操作的影响导致实验误差大. 利用声悬浮技术测量液体表面张力是近年发展起来的新方法. Tian等人[3]将拍摄的悬浮液滴图像进行轮廓提取，利用悬浮液滴平衡形态，以液滴的表面张力为待定参量，发展出计算液滴表面张力的理论方法，然而该方法仅在平衡态悬浮液滴近球形时适用. Shen等人[4]修正Rayleigh公式,对声悬浮液滴的振荡频率进行描述，从而测得液体的表面张力，实验结果与文献基本一致，证实了该方法的可行性. 但该方法对使用的仪器要求较高，需采用高速CCD进行图像拍摄和图像处理才能判断液滴的振荡阶数，且不同大小的液滴，每一模态的调……