【背景介绍】
众所周知，在水性介质中，气泡是几乎无处不在的且无法避免，对于工业生产和日常生活具有各种积极的和消极的影响。其中，水下气泡在催化反应、环境修复和生物医学等领域具有广阔的应用前景。然而，水下气泡也可能会导致严重的有害影响。例如，甲烷（CH 4 ）在水生系统（海洋、湖泊等）中扩散到大气中的潜力是二氧化碳的25倍，既对全球变暖造成了影响，又浪费了本可以用作燃料和工业产品原料的资源。因此，对水下气泡进行控制，从而实现气体的收集和输送具有重要意义。
目前，许多研究都是集中在对水下气泡的定向操纵上。为了实现材料表面的梯度润湿性，研究人员开发了一系列梯度几何形状（棘轮、锥、梯形、圆柱体）以及梯度表面自由能，用于水下气泡的输运。此外，另外，也制造了具有可逆的润湿性转换的表面，以通过在水下的超好氧性和厌氧性间进行选择性的转换来捕获或排斥水中的气泡。近年来，研究人员也制备了纸基注入润滑剂的光滑（LIS）表面，用低粘度硅油润滑以控制水性环境中的气泡。然而，上述这些研究主要集中在微气泡的尺寸控制和在开放表面上气泡的定向输送。因此，开发出可实现水下气泡的连续收集和运输策略仍然极具挑战性。
【成果简介】
【图 解读】
图一、对制备的筛 的形貌和润湿性进行表征
（a）原始 格的SEM图和水下气泡的接触角照片；
（b）氨碱腐蚀后 格的SEM图和水下气泡的接触角照片；
（c）正十四烷基硫醇改性的原始 格的SEM图和水下气泡的接触角照片；
（d）正十四烷基硫醇改性的氨碱性腐蚀后 格的SEM图和水下气泡的接触角照片。
图二、防浮气体存储装置示意图以及对气柱最大存储高度和石英管中临界穿透压力的影响
（a）用于气体收集的浮力气体储存装置的示意性过程；
（b）气体在水下的润湿性对最大存储高度和最大压力的影响；
（c）USM孔径对气柱的最大存储高度和压力的影响；
（d）压力变化的循环过程。
图三、储气装置的机理
（a）气泡和 格的不同接触状态显示在（a 1 ）和（a 2 ）中；
（b）当注射泵的力（F s ）达到临界值时，气泡克服了浮力（F b ）和静水力（F h ），逐渐变形并渗透到 孔的水流中；
（c）当初始气泡通过 孔时，水 孔处于开放状态，且在 孔中会形成气体通道；
（d）在连续供应气体的情况下，气柱的高度（h）将逐渐增加，而F b 将同时增加。
图四、气体存储和运输的设备的操作演示
（a）储存和运输系统的示意图；
（b）气体储存和运输过程的实验室演示；
（c） 格和水面之间的距离（h 1 ）与右侧水柱高度（h 2 ）的线性关系；
（d）h 2 与气体收集/运输周期之间的关系。
【总结】
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