困扰人类的“磷火”之谜，被中美联合科研团队找到一个新的科学线索。  

日前，江汉大学、南开大学、中国科学院生态环境研究中心与美国斯坦福大学的科研团队，在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表联合研究成果，首次用高速摄像机捕捉到甲烷微气泡在水下彼此靠近时自发放电的瞬间。那一闪而过的亮光，展示了微气泡之间可能出现的“微型闪电”。

令人振奋的是，这项新发现不仅为“磷火”提供了新的解释，还意外找到一种治污新技术新途径——无需化学试剂，仅凭水流与气泡，即可高效降解污染、净化废气。

11月16日，该项成果的完成人之一——江汉大学环境与健康学院副教授夏宇，向长江日报记者详细解释了这一发现。

破解百年谜题：幽灵蓝火因何而燃？  

潮湿的沼泽地带与幽暗的墓地，偶尔飘忽的幽蓝冷焰，被称为“磷火”。

一直以来，“磷火”成因众说纷云。磷化氢自燃产生“磷火”，静电放电点燃甲烷、产生“沼泽冷焰”等传统假说，皆因缺乏实际证据而难以证实。

沼泽中的“磷火”与甲烷有关早已为人所知，真正的谜团是：谁点燃了这些甲烷？

夏宇提出一项大胆的假设，微小气泡之间跳出的那一束“电火花”，可能正是点亮甲烷的关键。

这个1994年出生于武汉的“90后”科学家，博士毕业于武汉大学，于博士后阶段加入斯坦福大学的美国科学院院士理查德·扎尔（Richard N. Zare）团队，主要研究方向为水气界面化学过程。

研究发现，水在“气—液”界面天然存在电荷分布，当水滴被“打碎”至微米级时，因界面面积增大和曲率效应，这种界面电势会更明显。

这些带电的液滴，携带电量不一，就存在一个电势差。它们彼此接近时，电场强度就会增大；一旦突破临界值，就会瞬间放电。这一现象称为“微型闪电（microlightning）”。

他和研究团队由此推测，既然水滴之间能产生“微型闪电”，那么，水体中的甲烷微气泡之间会不会也能发生类似的“自然放电”现象？

为此，团队自主设计、3D打印了一种微气泡发生器。在伯努利效应下，高速水流吸入甲烷气体，并在出口处通过强剪切作用将气体撕碎，形成只有头发丝1%粗细的微气泡。

高速摄像机拍下震撼一幕：当带有不同电位的微气泡彼此靠近时，水中会跳出一束微弱而清晰的放电亮光，宛如一闪即逝的“电火花”。

颠覆传统认知：自然放电成为治污“新钥匙”  

更颠覆认知的是，团队发现：“微闪电”还会带来大量“副产品”——羟基自由基（•OH）。

“这种自由基是一种高活性物质，能够参与多种氧化过程。”夏宇介绍，“利用这一界面化学技术，我们无需外加电压，无需添加化学试剂，就能直接以水为介质，让水产生更多‘活性’物质，高效降解废气、废水中的各种污染物，颠覆传统的高能耗治污模式。”

除了广泛利用于生态环境保护、绿色低碳发展领域，它还可对家庭的果蔬、厨具进行“曝气”清洗，高效去除农药和污渍残留；用于医用雾化器、农业喷灌设备，产生更小水滴、气泡，提高治疗效果和作物产量。

“这项研究体现了中国科研团队在界面化学探索中的原创能力。”江汉大学环境与健康学院负责人梁勇表示：“这项始于破解百年谜题的研究，正在打开绿色科技的新大门。中国团队用最朴素的流体原理，撬动了最艰难的环保命题——这才是真正的东方智慧！”

同时，这一现象也为理解自然界的能量转化提供了新的视角。在早期地球的水体中，类似的“微闪电”也许曾参与过原始化学反应，为生命的诞生提供了可能的条件。

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