微纳米气泡定义

小气泡的行为与正常气泡不同。 普通气泡在水中迅速上升，在表面并消失。 但是，当气泡的直径小于50μm时，气泡会缓慢上升和收缩，直到消失在水中。 在水中变小而消失的气泡在这里称为微纳米气泡。

微纳米气泡在水中迅速收缩的原因是由于小气泡，气泡内部的气体有效地溶解在周围的水中。 气泡的减少意味着“气-液界面”的改变，这具有重要的工程意义。 即，是气泡的内部压力的上升和表面电荷的集中，这是微纳米气泡对起作用的固体表面的清洁效果的体现。

臭氧微纳米气泡清洗晶片

我想介绍清洁半导体晶片的方法，作为显示微纳米气泡效果的示例之一。半导体（集成电路）也被称为工业大米，是支持现代社会的的电子组件。用于制造的技术称为光刻技术，清洁是制造中非常重要的步骤之一。传统上，强力化学***已用于清洁半导体晶圆。其中，使用***过氧化物（SPM：*** / 150℃）去除光致抗蚀剂（光敏有机材料）。尽管这种化学溶液具有强大的清洁能力，但存在废物处理和安全问题，因此被认为是在室温附近以“水”为基础进行清洁的理想技术。因此，我们一直在开发使用臭氧微纳米气泡的半导体晶片清洁技术。

微纳米气泡表面的原因

我尝试了以下实验。 蒸馏水中的微纳米气泡的ζ电位为图4所示的值，但我们尝试向该水中添加少量的酒精。 结果，即使加入或乙醇，ζ电位也不会显着改变。 但是，当添加丁醇时，该潜在量开始急剧增加（图5）。 该结果似乎是出乎意料的现象，因为酒精本身不带电荷。 但是，该结果是考虑微纳米气泡的带电的重要指标。

和乙醇是与水完全混合的物质。 另一方面，具有稍微更长的碳基团的和丁醇在某种程度上可溶于水，但也具有疏水性。 结果，醇分子倾向于聚集在气-液界面处。

我之前提到过，一组水分子形成一个结构。 酒精的存在似乎对该结构有一定影响。 特别地，当和丁醇聚集在界面处时，气液界面具有的水分子结构被极大地***。 即使未向杯中的水中添加带电粒子（离子），微纳米气泡的ζ电位也急剧变化的现象是水的电离产生的H 和OH-的分布为 它表明它在充电中起着重要作用。 另外，水的结构很可能极大地参与分配4）。

纳米气泡制备方式一瞥

通过水流（压缩，膨胀，涡旋）使含电解质离子的水中的微纳米气泡崩溃，制造了纳米气泡，并成功地使其稳定。 气泡直径为100nm或更小，并且半衰期长，几个月。

纳米气泡发生器装置中，微纳米气泡首先由气体和液体的混合泵产生，微纳米气泡被内置于装置中的高速旋转装置剪切。

纳米气泡是通过在超纯水中施加超声波而产生的，并且可能存在亚稳态达数分钟或更长时间。 通过保持实验设备中的高压，产生的纳米气泡数量增加。 在水中溶解氧浓度过饱和的区域观察到纳米气泡，并且随着溶解氧浓度的增加，产生的纳米气泡量增加。 产生的纳米气泡量几乎与所施加的超声波的频率成比例地增加。 产生的气泡尺寸分布为100至1000nm。