西工大水滴飞行器的原理是利用水面的浮力和空气的升力来实现飞行。
研究进入第五年时,臧渡洋老师团队终于发现了液滴-气泡现象完美的理论解释——共振。超声悬浮条件下,随着声场强度的调节,液滴可以被声场“压”成薄片状的液膜;继续调控声场,薄膜被弯成碗状;一旦碗状液膜达到合适的体积,便会与声场产生共振,大量吸收振源的能量,而导致腔体的剧烈膨胀并迅速闭合形成气泡。
该研究最重要的发现是用声悬浮弯曲液膜包围的空腔,可看作一种与液体性质无关的声学谐振器。一旦弯曲的液膜腔体达到合适的体积,无论是增加声场强度还是通过外部拖拽,都会产生超声共振从而突然膨胀形成气泡。
该成果为液滴动力学操纵领域的研究提供了崭新的思路和方法,对壳核型软材料制备、药物封装等领域也有一定的借鉴意义。 “可以用这样的方法尝试制作纳米气泡,它的活性和稳定性都很高,在污水处理等方面可以发挥巨大作用。”臧渡洋老师介绍。