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水是我们居住的这个星球上最常见的液体，实际上它具有太多的奇特之处而人们目前远远没有完全了解它.在水的研究中，界面水的性质一直是一个热点和难点，固一水界面纳米气泡的存在使界面水的行为更加扑朔迷离。固液界面存在纳米气泡的推测来自于表面疏水长程引力作用机制的研究。首先表面力装置的测定结果将疏水作用与固液界面可能存在微小的气泡联系起来。然后，胶体探针AFM的应用探测到疏水作用的精细特征，为纳米气泡存在并引起疏水作用提供了重要的证据。同时，大量报道指出疏水长程作用与表面的疏水程度、水是否脱气以及水中溶解气体的种类有关，溶液中粒子间的作用特征和谱学方法的测定结果也都在一定程度上支持纳米气泡的存在。但由于检测手段的限制，纳米气泡的存在虽然有大量间接证据的支持，却没有得到直接的实验证实。直到2000年至2001年，首批纳米气泡的原子力显微镜图像发表，之后中子反射的测定结果也表明固液界面有气体富集。这样纳米气泡的存在就得到了直接的实验证实。同时，有相关研究发现通过冷冻—抽真空—解冻的深度脱气法，可以除去溶液中的溶解气体和纳米气泡。
对于基础研究和诸多应用学科来说，固体和水界面纳米气泡的存在都具有非常重要的意义。纳米气泡与表面和界面科学(如粘附、胶体稳定)、生物学(如疏水相互作用、生物分子的吸附)和纳米科技(如MEM3、微流体)等领域许多问题密切相关。纳米气泡存在导致的另一个重要结果是流体界面滑移现象，从而大大减少了流动阻力，这在微观流体力学中是一个不容忽视的重要因素。但是，目前对于纳米气泡众多相关应用的研究还是很少。本论文主要对纳米气泡在生物科学与表面和界面科学领域两个方面进行了一些初步的应用研究，并取得了以下几个有意义的结果：
(1)本论文主要通过深度脱气法，研究了在极端乏氧的环境中微粒分散体系中溶解气体和纳米气泡对于缺氧条件下食蚊鱼的影响，并采用原子力显微镜直接观察到在固液界面上真空脱气对纳米气泡的影响。结果发现：1)固液界面上确有纳米气泡存在；2)真空脱气可以使液体中固液界面上的纳米气泡消失；3)部分微粒分散体系可以提供充足的可以被鱼高效利用的纳米氧气泡。由此可以推论鱼生存所需的氧气来源应该是水中纳米气泡以及附着在纳米级颗粒表面的纳米气泡，且不同材料颗粒表面形成纳米气泡的能力也不同。
(2)本研究采用深度脱气法对溶剂和分散质颗粒进行了处理，制备获得了分散性好、较稳定的壳聚糖溶胶和纳米碳溶胶。实验结果表明，溶剂中溶解气体和纳米气泡对胶体的分散度、稳定性和电导率影响较大，去除两者可以大幅提高胶体的分散度、稳定性，溶胶的电导率平均可以增加30％～50％，且效果随溶胶浓度的增大而增高。此外，研究结果还表明，分散质颗粒表面的纳米气泡对溶胶的影响也很大，在同样都深度脱气的溶剂中，单独对颗粒表面进行脱气处理后，溶胶的电导率仍可进一步增加30％左右。浊度的测试更是表明脱气处理对提高胶体的分散和稳定具有至关重要的作用。其分散度可增为原来的2-3倍。