體相納米氣泡的消除與尺寸調(diào)控研究進(jìn)展

張睿毅，陳嵐，葛廣路

1.中國科學(xué)院納米標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國科學(xué)院納米科學(xué)卓越創(chuàng)新中心, 國家納米科學(xué)中心

2.中國科學(xué)院大學(xué)

體相納米氣泡特指直徑在1 μm以下的微細(xì)氣泡，其在常壓或密封的條件下可在體相溶液中穩(wěn)定存在[1-3]。體相納米氣泡的發(fā)生方法主要包括電解法[4-5]、膜法[6-9]、空化法[10-11]、溶劑交換法[12-13]和周期壓力變化法[14]等。近年來，由于微細(xì)氣泡在廢水處理[15-18]、表面清潔[19-22]、泡沫浮選[23-25]、農(nóng)業(yè)種植[26-29]、藥物輸送[30-32]等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，引起了工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的共同關(guān)注。雖然體相納米氣泡已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但對(duì)于氣泡的發(fā)生機(jī)理、獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)及超常的穩(wěn)定性機(jī)制等詳細(xì)機(jī)理解釋存在明顯的滯后[33]。其中，納米氣泡的尺寸效應(yīng)是重要研究對(duì)象，其與納米氣泡性質(zhì)的定量分析及具體應(yīng)用直接相關(guān)[34]。而研究這些效應(yīng)的前提是能夠精準(zhǔn)調(diào)控體相納米氣泡的尺寸，發(fā)生尺寸可控的納米氣泡。由于天然產(chǎn)生的氣泡可能存在于任何溶液體系中，為便于對(duì)比研究，有時(shí)需要可控消減或完全去除體系中的氣泡，這被認(rèn)為是目前研究體相納米氣泡的主要難點(diǎn)之一[35-36]。因此，筆者對(duì)近年來體相納米氣泡的氣泡消除技術(shù)與尺寸調(diào)控方法進(jìn)行系統(tǒng)梳理，通過比較多種技術(shù)，對(duì)調(diào)控納米氣泡數(shù)量濃度及尺寸的有效方法進(jìn)行分析總結(jié)，并提出思考與展望，以期為體相納米氣泡的應(yīng)用提供參考。

1 體相納米氣泡的消除

體相納米氣泡的數(shù)量濃度調(diào)控甚至氣泡的完全消除對(duì)許多研究來說非常必要。完全消除氣泡的溶液可作為空白對(duì)比樣品，在排除納米顆粒的干擾、準(zhǔn)確測(cè)量氣泡數(shù)量濃度和研究納米氣泡的物理化學(xué)性質(zhì)中起到十分關(guān)鍵的作用。ISO 24261-2:2021《微細(xì)氣泡消除技術(shù)》[37]中列出了體相納米氣泡消除常用的幾種方法：超聲消減法、超速離心法、沸騰冷卻法及凍融去除法?；跉馀菹Ч筒僮鞯碾y易程度，常用的氣泡消除方法主要為凍融去除法與超聲消減法。

1.1 凍融去除法

凍融去除法是將納米氣泡溶液在低溫下冷凍一段時(shí)間后解凍消除氣泡的方法。該過程中納米氣泡被不斷增長的冰晶擠壓移動(dòng)和聚集，最終導(dǎo)致氣泡界面破裂，氣泡得以消除[10]。Nirmalkar等[10]首次采用了凍融的方法（-18 ℃冷凍24 h，室溫下解凍6 h）將體相納米氣泡的數(shù)量濃度降至極低的水平（圖1），驗(yàn)證了原溶液中存在的是納米氣泡而非納米顆粒；同時(shí)，冷凍前與解凍后氣泡溶液的尺寸分布保持大致相同，說明信號(hào)的降低不是來源于納米顆粒的聚集而是氣泡數(shù)量的減少。Li等[38-39]也通過凍融試驗(yàn)證明了體相納米氣泡的產(chǎn)生而非納米顆粒的影響。然而，凍融技術(shù)對(duì)表面活性劑包覆的體相納米氣泡卻未表現(xiàn)出良好的消除效果。Nirmalkar等[10]將表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）加入到純水中制備出的納米氣泡懸浮液，在凍融后氣泡數(shù)量濃度幾乎不變，表面活性劑分子被認(rèn)為能為納米氣泡提供對(duì)抗凍融影響的屏蔽作用。不僅如此，快速冷凍技術(shù)甚至可以用作表面活性劑包覆的體相納米氣泡的有效保存手段。Nittayacharn等[40]采取了在液氮中閃凍的技術(shù)保存包膜納米氣泡，28 d后納米氣泡的濃度甚至超過了原溶液濃度的37.8%。凍融去除法對(duì)無包膜納米氣泡而言是一種潔凈、高效、簡便的去除方法，但對(duì)于表面活性劑包覆的納米氣泡的消除效果較差。

圖1 凍融前后納米氣泡數(shù)量濃度的變化[10]Fig.1 Change of number concentration of the nanobubbles before and after freezing and thawing

1.2 超聲消減法

超聲消減法是利用超聲作用引起體相納米氣泡的聚并、上浮和破裂，從而達(dá)到消除納米氣泡的效果。根據(jù)超聲裝置與氣泡溶液的接觸方式可以分為直接超聲處理和間接超聲處理。Yasuda等[41]對(duì)高濃度氣泡溶液進(jìn)行了直接超聲處理〔圖2(a）〕，結(jié)果表明：利用超聲輻照納米氣泡溶液，隨著超聲時(shí)間、頻率和超聲功率的增加，納米氣泡的數(shù)量濃度顯著降低；但在氣泡數(shù)量濃度減小的同時(shí)，氣核也在超聲波的輻照下生長成為納米氣泡，因此在整體過程中，納米氣泡的發(fā)生和消除是同時(shí)發(fā)生的。

圖2 納米氣泡的超聲消減Fig.2 Ultrasonic elimination of nanobubbles

直接超聲處理除了存在污染液體的情況外，還會(huì)引入新的納米氣泡，因此Tanaka等[42]采用間接超聲處理來破壞水中納米氣泡的穩(wěn)定性〔圖2(b)〕。結(jié)果表明，經(jīng)過30 min的間接超聲處理，納米氣泡的數(shù)量濃度降低了90%；間接超聲5 min后，對(duì)于非離子表面活性劑（聚乙二醇十六烷基醚）包覆的納米氣泡能達(dá)到80%的消除率；通過測(cè)量超聲處理后氣泡溶液的zeta電位和pH，發(fā)現(xiàn)超聲輻照會(huì)使納米氣泡溶液酸化并使zeta電位絕對(duì)值降低，進(jìn)而導(dǎo)致納米氣泡發(fā)生聚并、上浮和破裂現(xiàn)象。

超聲消減法除了對(duì)無包膜納米氣泡具有良好的消除效果外，對(duì)表面活性劑包覆的納米氣泡依然具有較高的消除率，這大大擴(kuò)展了超聲消除法在降低體相納米氣泡數(shù)量濃度與氣泡消除中的應(yīng)用。但超聲技術(shù)不可避免地會(huì)升高體系的溫度，這對(duì)納米氣泡的穩(wěn)定性及超聲波在樣品中的傳播造成了影響[42]。因此，在未來利用超聲技術(shù)調(diào)控體相納米氣泡數(shù)量濃度時(shí)需要進(jìn)行精確的溫度控制，如進(jìn)行恒溫水浴或制冷等。

目前對(duì)體相納米氣泡的消除方法的研究仍較少，消除原理都是利用對(duì)納米氣泡穩(wěn)定性的破壞，如改變?nèi)芤簆H和zeta電位或?qū)馀葸M(jìn)行物理聚集，降低納米氣泡的熱力學(xué)穩(wěn)定性。未來可以根據(jù)改變納米氣泡內(nèi)壓、界面電位等物理化學(xué)性質(zhì)，來破壞納米氣泡穩(wěn)定性，進(jìn)一步發(fā)展納米氣泡的消除技術(shù)，如改變離子濃度破壞氣泡界面的雙電層穩(wěn)定性[43-44]等。

2 體相納米氣泡的尺寸調(diào)控

為了研究納米氣泡的物理化學(xué)性質(zhì)，尤其是與尺寸相關(guān)的效應(yīng)，需要定量改變納米氣泡的尺寸。比較已有研究可知，由于納米氣泡的發(fā)生具有一定的隨機(jī)性，不同的發(fā)生裝置初始發(fā)生的氣泡尺寸差別很大，無法直接進(jìn)行對(duì)比。為了調(diào)控氣泡的尺寸，需要對(duì)體相納米氣泡的發(fā)生介質(zhì)、發(fā)生時(shí)間、發(fā)生手段等工況及工藝過程進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，或者進(jìn)行尺寸的二次調(diào)控。目前，常見的體相納米氣泡尺寸調(diào)控手段主要可以分為氣泡發(fā)生階段的原位一次調(diào)控與發(fā)生后的二次調(diào)控。常見的尺寸調(diào)控方法包括循環(huán)均化法、微流控技術(shù)和膜技術(shù)等。

2.1 循環(huán)均化法

體相納米氣泡的尺寸分布隨發(fā)生時(shí)間延長而變化，這在氣泡發(fā)生工藝中是比較常見的現(xiàn)象。隨著納米氣泡分散液的不斷循環(huán)及氣體的不斷吸入，較大尺寸的納米氣泡由于不穩(wěn)定，出現(xiàn)生長、聚并和破裂現(xiàn)象，因此體相納米氣泡的尺寸分布向小尺寸方向移動(dòng)并且變得更均勻。Michailidi等[45]采用流體動(dòng)力空化法分別產(chǎn)生了430～850 nm的空氣納米氣泡和350～650 nm的氧氣納米氣泡，發(fā)現(xiàn)氣泡平均尺寸隨著發(fā)生時(shí)間的延長而減小。這種循環(huán)時(shí)間依賴的尺寸分布變化存在一個(gè)飽和（臨界）濃度，對(duì)應(yīng)的時(shí)間稱之為臨界時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入飽和狀態(tài)后，繼續(xù)增加循環(huán)時(shí)間，氣泡數(shù)量濃度與尺寸不再改變。臨界時(shí)間取決于發(fā)生器部件的幾何特性，例如孔道開口尺寸、表面粗糙度、有效表面積、逆流長度、流體壓力等。Gao等[46]研究發(fā)現(xiàn)，較大的微氣泡比較小的微氣泡更不穩(wěn)定，在重力的作用下，大的微氣泡數(shù)量濃度隨時(shí)間減小得更快。另外，隨著重復(fù)空化循環(huán)的增加，氣泡的數(shù)量濃度也隨之增加，可能的原因是溶解空氣含量和氣核的增多。

Li等[38]在自主研發(fā)的文丘里型水動(dòng)力空化裝置（圖3）中，通過納米氣泡分散液的反復(fù)循環(huán)使發(fā)生出的體相納米氣泡尺寸分布減小。隨著循環(huán)時(shí)間從5 min增至20 min，納米氣泡的尺寸分布峰值從333 nm/122 nm降到218 nm/52 nm（雙峰分布）。這是因?yàn)殡S著循環(huán)時(shí)間的延長，能量輸入引起氧飽和水的水動(dòng)力空化頻率升高，從而更容易發(fā)生空化成核并形成更小的納米氣泡。Zhang等[39]也在采用加壓減壓法原理的商用氣泡發(fā)生器中發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，氣泡發(fā)生循環(huán)20 min后，體相納米氣泡的平均尺寸從480 nm減至300 nm，這可能得益于循環(huán)過程中大氣泡聚并、上浮或者破裂。

圖3 文丘里型水動(dòng)力空化裝置中通過循環(huán)使納米氣泡尺寸均化[38]Fig.3 The size homogenization of the nanobubbles by circulation through Venturi-type hydrodynamic cavitation device

通過控制氣泡發(fā)生的循環(huán)時(shí)間來調(diào)控體相納米氣泡是一種簡便、有效的原位一次氣泡尺寸調(diào)控方法。通過多次反復(fù)循環(huán)后，不僅可以縮小納米氣泡的尺寸分布，還可以增加納米氣泡的數(shù)量濃度。但該方法目前只能做到單向調(diào)控。由于納米氣泡的發(fā)生具有隨機(jī)性，因此尺寸調(diào)控的可重復(fù)性還有待進(jìn)一步提高。但該方法對(duì)于研究納米氣泡的尺寸效應(yīng)[39]仍是一種有效手段。

2.2 微流控技術(shù)

微流體在許多學(xué)科中得到了廣泛的應(yīng)用，與大批量制備技術(shù)相比，該技術(shù)所需反應(yīng)物液體體積小，反應(yīng)時(shí)間縮短并減少了試劑的消耗[47]。相較于常用的大批量納米氣泡發(fā)生手段，微流控技術(shù)是一種精細(xì)發(fā)生納米氣泡的新技術(shù)，具有粒徑可控、分布窄、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，常被用于發(fā)生聚合物包覆的納米氣泡，目前已經(jīng)在生產(chǎn)超聲造影劑、載藥脂質(zhì)體等方面得到了應(yīng)用。

Xu等[36]將水溶性氮?dú)夂筒蝗苄园朔樽鳛闅庀嗟碾p組分氣體，通過微流控氣泡發(fā)生器直接制備出單分散納米氣泡，發(fā)現(xiàn)由于氣體混合物中水溶性成分的溶解，納米氣泡的直徑縮小到約100 nm。Abou-Saleh等[47]開發(fā)出稱之為Horizon的微細(xì)氣泡發(fā)生器，可發(fā)生特定尺寸的單分散微細(xì)氣泡用于開展臨床應(yīng)用與研究（圖4）。Song等[48]采用微流控流動(dòng)聚焦方法發(fā)生了以聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）作為聚合物包膜的單分散微泡。PLGA包膜微氣泡的尺寸可在600～7 000 nm內(nèi)調(diào)控，尺寸分布的變異系數(shù)小于4%。

圖4 通過微流控技術(shù)發(fā)生納米氣泡示意[47]Fig.4 Schematic for the nanobubbles generated by microfluidic technology

微流控技術(shù)在精確控制納米氣泡尺寸的同時(shí)，保證了發(fā)生的體相納米氣泡的單分散性。相較于其他納米氣泡原位尺寸控制發(fā)生技術(shù)，微流控技術(shù)發(fā)生的納米氣泡單分散性更好。但目前利用微流控技術(shù)發(fā)生尺寸可控氣泡仍處于起步階段，發(fā)生的氣泡尺寸多處于微米級(jí)別。同時(shí)微流控技術(shù)操作難度大，調(diào)整氣泡尺寸需要精準(zhǔn)調(diào)控孔板大小、氣體流量及氣液界面張力，目前多用于生產(chǎn)表面包膜的功能性納米氣泡，而在大規(guī)模生產(chǎn)尺寸可控的無包膜納米氣泡方面還需要進(jìn)一步研究。但總體而言，通過微流控技術(shù)發(fā)生的微氣泡可以在較寬尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)控，并具有高度單分散性，在醫(yī)學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.3 膜技術(shù)

多孔膜技術(shù)是目前最常用的體相納米氣泡尺寸調(diào)控手段之一，既可用于氣泡的原位一次發(fā)生，也可用于氣泡發(fā)生后的離位二次調(diào)控。體相納米氣泡可由注入氣體通過浸沒于溶液中的不同孔徑的膜產(chǎn)生。外部加壓氣流被迫通過多孔膜，后經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的噴嘴系統(tǒng)進(jìn)行釋放，形成納米氣泡核〔圖 5（a）〕[6]。多孔膜納米氣泡發(fā)生器通常由加壓罐、氣壓調(diào)節(jié)器、氣體流量計(jì)及多孔膜組成，能夠在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大量尺寸可控的體相納米氣泡，是一種較為成熟的大批量發(fā)生尺寸可控納米氣泡的工具。根據(jù)Ahmed等[7]的研究，通過膜技術(shù)發(fā)生納米氣泡的過程近似圖5（b）。納米氣泡的直徑受到了膜孔徑、親疏水性與界面能的影響，可通過楊氏方程[7]描述。固-氣界面能（γSV），固-液界面能（γSL）和液-氣界面能（γLV）與納米氣泡平衡接觸角之間的關(guān)系如下：

圖5 使用多孔膜發(fā)生納米氣泡及孔尺寸對(duì)氣泡粒徑的影響Fig.5 Generation of nanobubbles using porous membranes and the influence of the pore size on the nanobubbles size

式中θ為納米氣泡平衡接觸角。

納米氣泡半徑（a）可表示為：

式中D為膜孔徑，nm。

因此，通過合理設(shè)計(jì)膜孔徑大小、氣泡與膜表面接觸角大小及曝氣流量，可以較為準(zhǔn)確地調(diào)控納米氣泡的尺寸。例如，通過表面修飾硬脂酸疏水涂層增大θ，使發(fā)生的納米氣泡尺寸縮小[7]。

目前常見的納米氣泡一次生成膜技術(shù)通常采用陶瓷膜（多孔玻璃、多孔陶瓷管、多孔氧化鋁等）作為膜材料，其在具有良好強(qiáng)度的同時(shí)也避免了額外的污染。Kukizaki等[6]在十二烷基硫酸鈉（SDS）溶液中使用平均孔徑為43～85 nm的Shirasu多孔玻璃膜（SPG膜）發(fā)生了平均直徑為360～720 nm的納米氣泡，氣泡的平均直徑為膜平均孔徑的8.6倍，證明了納米氣泡的直徑可以通過膜孔徑來調(diào)控。Ulatowski等[8]采用孔徑為200 nm的多孔碳化硅可發(fā)生尺寸約為400 nm的氮?dú)饧{米氣泡和160～250 nm的氧氣納米氣泡。值得注意的是，通過膜技術(shù)發(fā)生的體相納米氣泡尺寸大多大于膜孔的直徑，這是因?yàn)榇朔椒ㄖ屑{米氣泡θ小于90°。

此外，多孔氧化鋁膜也被用于發(fā)生固定尺寸的體相納米氣泡。Ma等[9]采用具有約100 nm孔徑的多孔氧化鋁膜發(fā)生出最小尺寸小于100 nm的體相納米氣泡，氣泡尺寸與多孔膜的尺寸相當(dāng)。同時(shí)也存在大于孔徑尺寸的納米氣泡，且呈現(xiàn)出多峰分布（圖6）。納米氣泡尺寸呈現(xiàn)出以比例增長的趨勢(shì)，因此大氣泡的產(chǎn)生被認(rèn)為是2個(gè)相同尺寸的納米氣泡發(fā)生聚并造成的。

圖6 使用多孔氧化鋁生成體相納米氣泡的示意及氣泡尺寸分布[9]Fig.6 Schematic for the bulk nanobubbles generated by porous alumina and their bubble size distributions

除了直接發(fā)生納米氣泡外，膜過濾技術(shù)還被用作納米氣泡尺寸的二次調(diào)控手段。如Zhang等[49]采用商業(yè)多孔濾膜成功對(duì)初次發(fā)生的寬分布體相納米氣泡進(jìn)行精細(xì)的尺寸二次調(diào)控，發(fā)現(xiàn)通過注射泵將發(fā)生的納米氣泡溶液以不同注射速率通過濾膜，可以將氣泡尺寸分布的最大值縮小到濾膜的孔徑。低過濾速率下尺寸分級(jí)效果較差，原因是納米氣泡具有一定變形性。因此要實(shí)現(xiàn)氣泡尺寸二次分級(jí)的理想效果需要達(dá)到一定的過濾速率，如20 mL/min。

膜技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種體相納米氣泡發(fā)生尺寸初級(jí)調(diào)控技術(shù)。由于采用多孔膜直接發(fā)生納米氣泡的尺寸遠(yuǎn)大于膜的孔徑且較難控制，因此基于多孔膜尺寸的二次調(diào)控方法也隨之發(fā)展起來。由于多孔膜具有良好的尺寸限制作用，已在納米顆粒篩分中廣泛應(yīng)用。相較于納米顆粒，納米氣泡具有彌散可變形的界面和較大的內(nèi)壓，因此其篩分機(jī)制更為復(fù)雜，需要進(jìn)一步的研究。

3 技術(shù)比選與展望

目前體相納米氣泡與尺寸相關(guān)的物理化學(xué)效應(yīng)已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界的高度重視，對(duì)納米氣泡尺寸的單分散性也有了更高的要求。針對(duì)大批量、尺寸可控體相納米氣泡的發(fā)生，及納米氣泡群體物理化學(xué)性質(zhì)的研究，通過改變發(fā)生循環(huán)時(shí)間對(duì)氣泡尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法雖較為粗糙但簡單易行；采用膜技術(shù)發(fā)生納米氣泡需配備特定的氣泡發(fā)生器，但氣泡尺寸較易控制。對(duì)于單分散要求高，表面包覆功能性膜的納米氣泡的發(fā)生，則更適合使用微流控技術(shù)。體相納米氣泡的尺寸調(diào)控主要受制于儀器、技術(shù)原理、工藝過程和工況，因此如何精細(xì)調(diào)控納米氣泡成核或?qū)馀萆L過程的傳質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可能是未來精確調(diào)控納米氣泡尺寸的研究方向。

根據(jù)調(diào)控與氣泡發(fā)生的關(guān)系，納米氣泡的尺寸調(diào)控和數(shù)量濃度調(diào)控（包括氣泡消除）方法可分為原位的一次調(diào)控及二次調(diào)控（表1）。此外，按照可調(diào)控性、設(shè)備依賴性、工藝難易度、可拓展性及調(diào)控成本對(duì)納米氣泡的尺寸和數(shù)量濃度調(diào)控方法進(jìn)行了綜合評(píng)估，結(jié)果如圖7所示。綜合而言，微流控技術(shù)具有最優(yōu)的尺寸可調(diào)控性，但高設(shè)備依賴性和高成本及無法大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)限制了其應(yīng)用，對(duì)功能性納米氣泡的可控發(fā)生使其在醫(yī)學(xué)研究中仍具有較大的發(fā)展空間。膜技術(shù)由于具有成本低、工藝簡單、設(shè)備依賴度低等優(yōu)勢(shì)，可能會(huì)成為未來納米氣泡尺寸調(diào)控的重要手段，但需進(jìn)一步提高尺寸可調(diào)控性，尤其是二次調(diào)控方法。而目前的體相納米氣泡的數(shù)量濃度調(diào)控技術(shù)雖工藝簡單且成本較低，但均無法實(shí)現(xiàn)氣泡數(shù)量濃度的精確控制，且大部分技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)量濃度的單向調(diào)控。因此，亟待發(fā)展納米氣泡數(shù)量濃度的精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)。

圖7 納米氣泡的尺寸調(diào)控與數(shù)量濃度調(diào)控技術(shù)綜合評(píng)估結(jié)果Fig.7 Comprehensive evaluation results on the size and concentration control methods for bulk nanobubbles.

表1 體相納米氣泡尺寸和數(shù)量濃度調(diào)控方法分類Table 1 Classification of bulk nanobubbles size and number concentration control methods

4 結(jié)語

體相納米氣泡可視為一種特殊膠體體系，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境治理中。然而，由于發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、工況及溶液環(huán)境的不同，發(fā)生納米氣泡過程中尺寸的調(diào)控及復(fù)現(xiàn)性比較差，從而為定量研究納米氣泡的尺寸相關(guān)的物理、化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)增加了難度。筆者就近年來體相納米氣泡的數(shù)量濃度及尺寸調(diào)控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)，主要分析對(duì)比了循環(huán)均化法、微流控技術(shù)和膜技術(shù)等尺寸調(diào)控方法與凍融去除法、超聲消減法等數(shù)量濃度調(diào)控方法的優(yōu)劣，并對(duì)各技術(shù)的調(diào)控效果進(jìn)行了綜合評(píng)估，為定量研究體相納米氣泡的尺寸及數(shù)量濃度相關(guān)的性質(zhì)提供了依據(jù)。

在未來的研究中，對(duì)納米氣泡尺寸和濃度等基礎(chǔ)參量的要求會(huì)越來越精細(xì)，而目前的調(diào)控技術(shù)還遠(yuǎn)不能滿足需要，尤其是納米氣泡的數(shù)量濃度調(diào)控。此外，對(duì)氣泡成核、生長過程的機(jī)理和認(rèn)識(shí)也亟待完善，而通過對(duì)納米氣泡成核、氣體的傳質(zhì)過程的精準(zhǔn)調(diào)控，可以有效減小納米氣泡尺寸和數(shù)量濃度的隨機(jī)性，為機(jī)理研究提供重要基礎(chǔ)。