《Nature》：悬空的液体

X-MOL

这篇新鲜出炉的《Nature》论文标题“Floating under a levitating liquid”直译就是“漂浮在悬空的液体下”，这可真不是标题党。

漂浮在懸空的液体下的小船

法国巴黎文理研究大学（PSL）的Emmanuel Fort教授研究组成功地让0.5升的液体（硅油或甘油）悬浮在空气上方，并且让一艘模型船以上下颠倒的方式在液体下方漂浮。效果如图：

实现这个反常识的现象靠的是——振动。

对液体持续施加垂直方向的特定高频（100 Hz或更高）振动，就能让液体漂浮在气体上方。但频率的最高值受到法拉第不稳定性（Faraday instability）的制约。根据法拉第不稳定性原理，当频率超过一定值液体就会形成一定的图案，从而不再连续，空气就会“泄漏”。采用硅油/甘油这种黏度较大的液体就可以提高最终频率。

实验装置结构如图a所示，有机玻璃容器放在垂直振荡器上，空气通过长针头注入到硅油/甘油液体底部，随着施加垂直方向的高频振动，液体就会逐渐悬浮起来（图b）。图c和d表示频率和悬浮效果之间的关系。而且，类似操作还可以实现两层相互独立的悬浮液体（图e）。

这项研究也有诸多潜在的应用价值，例如：“无容器”的液体反应;通过振动频率控制气泡在液体中移动从而调控气相和液相的反应;控制物质在液体中的输运（矿物浮选等工业过程）。