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泡泡:当然,它们看起来是无辜的,但它们可能是细菌传播的威胁

被细菌污染的气泡(如下图所示)比干净的气泡持续时间长得多。(麻省理工学院Lydia Bourouiba和Stephane Poulain提供)根据一项新的研究,

外观无害的气泡可以作为一个发射台,将细菌从水中传播到空气中。

这项研究发表在11月15日的《物理评论快报》杂志上,发现细菌可以操纵气泡的物理特性,从而增强微生物的传播。例如,细菌覆盖的气泡可以比干净的气泡持续更长的时间,即使气泡的表面随着时间变薄。然后,一旦它们破裂,这些较薄的气泡就会产生更多的液滴,与干净的气泡相比,这些液滴以更快的速度进入空气中。研究合著者莉迪亚·布卢伊巴说:“我们发现细菌可以操纵[气泡]界面,从而增强水对空气的扩散。”,美国麻省理工学院土木与环境工程助理教授、疾病传播实验室流体动力学主任在一份声明中说:

研究人员首次发现细菌对气泡的影响是偶然的。最初,他们研究的是干净气泡的物理性质,但在转移到新实验室的过程中,一个烧杯的水意外地被打开了。后来研究人员在实验中使用了这种水,他们观察到这些气泡的行为与他们预期的不同。

“由这种水产生的气泡[持续]时间更长,与典型的清洁水气泡相比有一种特殊的稀薄演变,”研究合著者Stephane Poulain说,布卢伊巴实验室的一名研究生

当研究人员发现水被细菌污染时,他们将注意力转向研究细菌对气泡的影响,使用高速成像。

他们发现,当气泡被大肠杆菌污染时,在泡沫破裂之前,它们的持续时间是干净泡沫的10倍。这意味着被污染的气泡持续了几分钟而不是几秒钟。进一步的研究表明,气泡持续时间更长是因为细菌分泌的物质降低了气泡的表面张力,使其更具弹性,研究人员说:

研究人员还发现,清洁的和被污染的气泡到达水面后立即开始变薄。但由于受污染的气泡持续时间较长,它们会随着时间的推移而蒸发,变得更稀薄。

当它们破裂时,这些稀薄的气泡会产生10倍多的液滴,这些液滴的喷射速度比干净的气泡快10倍。

研究人员估计一滴可携带数千种微生物,每个气泡估计可携带数百种液滴。

此前,同一组研究人员利用高速成像技术研究了人类喷嚏释放的液滴。不出所料,结果很粗糙。

壮丽的显微摄影:50个微小的奇迹出奇奇怪的水物理27个毁灭性传染病

最初发表在《生命科学》

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