近日，广州大学机械与电气工程学院张建辉教授团队在压电雾化领域取得重大进展，实现了在室温下雾化动力粘度高达175 cP的液体，相关论文“Piezoelectric atomization of liquids with dynamic viscosities up to 175 cP at room temperature ”发表在声学领域排名第一、中国科学院1区顶级期刊Ultrasonics Sonochemistry上，该期刊2022年影响因子为9.336。

图(a)为样机在雾化不同粘度下液体时雾化量随驱动电压之间的关系；图(b)-(e)为不同粘度液体雾化后的粒径分布图；图(f)-(k)为不同浓度液体雾化的实验图。

该研究利用纵向振动和弯曲振动耦合作为雾化器的执行动力，形成由一组椭圆运动组成类行波推动液体高速前进，同时纵波产生的高压诱发空化效应最终实现雾化。该研究在两个维度上同时供给能量，高速度是由类行波提供、大压力是由纵波和空化共同提供，所以该研究的贡献在于在宏观上不改变环境温度这一能量维度的前提下，改变微观环境的流速与压力，使高粘度流体得以雾化。

高粘度雾化在医药、航空发动机、固态电池制备等领域均具有巨大的应用潜力。目前在吸入给药领域，雾化药物的粘度一般低于6 cP，该研究将大大拓展各种中药和油脂类药物在吸入治疗领域的发展。此外，该研究还将用于制备应用于心脏和血管内超声波检测的高粘度脂质造影剂。在发动机燃油雾化中，目前大多使用超高压力来雾化高粘度油液，这样会消耗巨大的能量在提高喷射压力上，这与环保的初衷背道而驰，因此该研究为发动机燃油雾化提供了一个更高效的解决方案。在固态电池领域，目前的工艺是将粘合剂与电极混合来实现电极之间的粘合，应用该研究可以通过雾化高粘度粘合剂的方法实现更加充分的混合，最终增加电极的导电性，提高电池性能。综上所述，该研究在室温下实现动力粘度高达175 cP的液体的雾化具有划时代的重要意义。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106331

（供稿：张帆）