文／穿山甲

上篇談論了各式各樣的氣泡，那些氣泡看起來輕盈易破，但在工程上可沒那麼柔弱，它們能引發劇烈的空蝕現象，能量之大足以在堅硬的物質表面鑿出坑洞，使幫浦甚至船隻遭受破壞。然而，我們平常看到的氣泡，尺寸大多是毫米或以上的普通氣泡，若是將這些氣泡尺寸縮小，會有什麼有趣的事情發生呢？

氣泡尺寸 稱呼不同



要理解這些氣泡的性質，得先將它們的尺寸區分清楚。國際標準組織特別將直徑小於100μm的氣泡，定義為微細氣泡。再將直徑介於1μm至100μm的氣泡稱為微氣泡，而直徑小於1μm的氣泡則歸類為超微細氣泡。普通的大氣泡浮力大，會迅速飄往水面，最後啪地一聲消散於空氣。這些氣泡壽命短、界面不穩定，也容易彼此碰撞合併成更大的氣泡。微細氣泡的世界則截然不同。當尺寸縮小到微米甚至奈米尺度，它們的上浮速度變得極為緩慢，有時甚至僅作「布朗運動」（液體或氣體中懸浮微小粒子，受到熱運動碰撞，做出不停歇的無規則、折線形運動）。微細氣泡可以在水中存活超長時間，隨著直徑愈小，可以從數分鐘至數小時一路延伸到數周甚至數月都有可能。

產業運用 特性迥異



在體積相等的條件之下，微細氣泡的總表面積會驟然增加。正因如此，微細氣泡能提供比普通氣泡更大的反應界面，讓水與氣體之間的交換變得更有效率，促進氣體溶解。這項特性讓氣泡可以應用於水產養殖，提高溶解氧量促進魚蝦成長。在農業上，微細氣泡可以改善土壤含氧量，促進農作物根系呼吸與養分吸收，使根系更強壯。

此外，微細氣泡的表面容易吸附電荷，使氣泡間會互相排斥，不容易合併成大氣泡。氣泡在破裂時，也會產生震動波與微射流，應用在醫療上，可以使超音波影像觀測到細微的組織，還可以協助藥物穿透細胞膜，增加藥物輸送效率。氣泡破裂的能量，也可以在水中產生具有很強氧化能力的自由基，能降解水中的各種有機物汙染物，適合應用於汙水處理、河道清潔，以及食材清洗等。

微細氣泡因為特殊的物理性質，開始成為科學家高度關注的對象。隨著研究熱度的提升，逐漸走進產業，其潛力遠比我們在日常生活中看到的那些大氣泡更加引人入勝。