气泡/液滴/固体颗粒之间的相互作用是胶体物理领域的一个重要分支，对这些相互作用的研究有助于人们深入理解矿物浮选，废水除油，消泡，石油采油等工业过程。例如在矿物浮选中，由于固体颗粒表面亲疏水性质的不同，当这些颗粒与气泡碰撞时，他们被气泡捕获的效率存在差别，从而达到分离的目的。这些软物质胶体之间的相互作用的物理过程相对复杂，涉及到软物质胶体的非线性形变，粒子之间液膜的流变以及胶体之间的表面力。

为了研究这些软物质胶体之间的相互作用，本课题组开发了一套动态表面力装置：操纵软物质胶体以一定的速度碰撞，并且利用倒置显微镜观察两个界面上反射光形成的干涉，获得气泡与油滴之间液膜的动态变化。利用高速相机可以实现纳米尺度的分辨率和     秒的时间分辨率。同时，与软物质胶体相连的微测力装置还可以测量气泡与油滴相互作用过程中的力。

在前期的理论工作中，我们开发了气泡/液滴/固体颗粒之间相互作用的计算方法，输入气泡的初始尺寸参数，表面力参数，以及流体力学边界条件，可以直接获得软物质胶体碰撞过程的动态过程以及相互作用力。发生粘附后，可以依据界面张力计算铺展过程。这些方法是解决与气泡有关的工程问题强有力的工具。

图1. 涉及到气泡/液滴/固体之间相互作用的工业过程。图2. 两个不同尺寸的气泡碰撞过程中的形变的数值计算结果。