“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，未来技术学院刘清侠院士团队充分利用寒假假期时间持续推进各项工作，以高度的热情和积极的态度推动科研进展，持续取得新突破。

图.刘清侠院士团队部分寒假留校学生开展实验

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近日，深圳技术大学未来技术学院刘清侠院士团队在国际权威综合性期刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）上在线发表题为“Bubble coalescence principle in saline water”的最新研究成果，联培博士生李丹龙为论文第一作者，刘清侠院士与中国矿业大学张海军研究员为论文共同通讯作者。

发生碰撞后的气泡兼并与回弹行为决定着溶液环境中的气泡稳定性，纯水环境中上升气泡抵达自由液面时，通常在眨眼间完成兼并，相比之下，盐溶液中离子对气泡的兼并抑制效应已成为普遍共识，即相间液膜无法在短暂的接触时间范围内薄化至临界破裂厚度，使得气泡在保持其原有体积大小条件下发生回弹，气泡寿命得以延长。与表面活性剂溶液中气泡运动受到抑制不同，盐溶液与纯水环境中相同大小气泡的速度变化基本保持一致，故理论上只有当动能完全耗散时，气泡才有足够的时间停留于自由液面而完成兼并。

利用自搭建的研究平台，作者观测到盐溶液中气泡在经历碰撞-回弹循环动力学行为过程中，存在由兼并抑制（回弹）向毫秒内快速兼并的转变，盐离子对气泡的兼并抑制效应几近“消失”，导致现有理论无法很好地解释相同溶液环境中同一气泡所经历的动力学行为转变。通过分析气泡与自由液面的相互作用过程，团队发现只有在碰撞过程中产生较大的表面变形的才足以维持兼并抑制效应，从而导致多次碰撞-回弹循环。在综合考虑表面变形与离子贡献的基础上，获取了不同盐溶液环境中气泡完成快速兼并时对应的离子迁移量上限；同时确立了与气泡碰撞-回弹循环次数相关的Eo、Re和We等无量纲常数数值范围，为盐溶液中气泡动力学及生命周期的调控提供了理论依据。

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随着工业的发展，污染物的种类逐渐增加，有机污染物处理难度与日俱增，如何高效且持续的处理低浓度有机污染废水是做好水资源恢复和长期循环的关键。近年来，接触电催化技术通过利用不同介质表面的接触促进电子转移来诱导化学反应，开发了介电材料的催化性能，已成为对传统催化剂以金属和金属氧化物等导电材料为主的催化体系的有益补充。

基于此，深圳技术大学刘清侠院士团队合成了一种富含纳米孔隙且高度分散的氟化催化剂，该催化剂在水中实现良好的分散，有效解决了氟化催化材料由于其疏水性导致材料团聚的问题，从而提升了活性位点的密度，增加了原位产生活性自由基的产生效率；同时，丰富的纳米孔洞有利于污染物在其多孔结构快速积累，缩短了产生的自由基和污染物之间的传质距离，在接触电催化技术诱导污染物降解中实现了降解动力学速率显著提升，为未来接触电催化技术的工业应用提供了关键的理论指导。

相关工作以《Boosting contact electro-catalysis efficiency via nano-confinement effect in organic wastewater degradation》为题发表在国际能源领域权威期刊Nano Energy上。2023级研究生叶松湖与向柏霖副研究员为论文共同第一作者，刘清侠院士与陈志翔助理教授为论文共同通讯作者。

全文链接：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2417043122

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285525000618#ab0015

文稿：李丹龙、叶松湖

摄影：钟春晖

编校：彭天翊

审核：叶娘越