题目：电解质溶液中的气泡聚并研究：从白色浪花到绿色氢气
时间：2026年1月21日 15:00-17:00
地点：德赢vwin体育官网登录 F207会议室
邀请人：宋煜晨 助理研究员（核燃料循环与核材料研究所）
报告人简介
刘博，华东理工大学副教授、博士生导师，入选上海市领军人才（海外）、浦江人才。主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划课题、上海市基础研究特区及企业技术攻关项目等10余项。
主要从事气泡发生与调控的基础理论与技术研究。围绕气泡聚并液膜排液动力学这一长期难题，发展了动态测力仪双气泡探针技术，实现了气泡间微纳米液膜的直接定量观测，系统揭示了气液界面边界条件转捩及电解质抑制气泡聚并的纳米尺度机理；提出纳米尺度溶质输运理论模型，在无拟合参数条件下解释了气泡碰撞中的“两阶段”液膜薄化过程，阐明了海水中白色浪花形成的物理本质。
相关成果发表于 Physical Review Letters（编辑推荐）、AIChE Journal、、Langmuir、eScience 等期刊，并受到 Physics Magazine 等国际学术媒体报道。研究工作在海洋多相流、电解水制氢、芯片制造等方面具有一定应用前景。
报告摘要
为什么海水中经常可以看到白色的浪花，但在湖泊、河流中却很难看到呢？这主要是因为海水中溶解的盐分（电解质）抑制了气泡的聚并，使得风浪冲击生成的小气泡停留在海水中，折射光线形成白色浪花。而在湖泊、河流中，风浪冲击形成的小气泡会迅速聚并，变成大气泡升浮、破裂进入大气中。海水中的小气泡对于海洋-大气物质传递（CO2溶解、气溶胶生成）具有重要作用，数十年来引起了科研人员的广泛关注。但盐分不具备表面活性，且可抑制双电层斥力，按照传统胶体稳定性理论，盐分应该促进而非抑制气泡聚并；该传统理论-实际观测的冲突成为困扰科学家们几十年的难题。
报告人针对气泡碰撞过程中所形成微纳米液膜的动态薄化研究表明，电解质溶液中气泡呈现出一个与清水截然不同的两阶段合并：起初气泡靠近规律和纯水中相似，但当距离减小到大约40纳米时，接近表面的“前缘”就会因某种排斥力而变平。结合实验观测及理论建模，他提出了一种纳米尺度溶质输运理论模型，在不引入任何拟合参数的前提下解释了这种特殊的“两段式”液膜薄化过程，从而解释了为什么泡沫在海水中容易产生，并预测了数十种电解质在抑制气泡聚并能力方面的不同表现，及其与阴阳离子配对的相关性。该基础理论进展对水电解制绿氢技术及装备的开发展现出明确的指导作用。报告人近期工作发现，通过电解质溶液中的气泡聚并调控，有望大幅度降低能耗、突破电流密度瓶颈。
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