纳米气泡的研究已经有20多年历史,研究发现,其在生物、物理、化学等领域都有很重要的影响和应用。目前,对其在固／液界面上的超长稳定性的解释都没有统一的定论,理论方面的研究尤其的匮乏。实验发现,基底的湿润性对纳米气泡的稳定性具有很大的影响。为了深入理解纳米气泡在不同基底表面的稳定性,本文利用分子动力学模拟的手段提供了两种固定纳米气泡的方法：(1)通过电荷及电荷电偶极矩的特殊排列来改变石墨烯表面的亲疏水特性,使石墨烯中心变成一个亲水区域包围疏水区域的特殊表面,从而氮气纳米气泡很容易固定在疏水的区域；(2)在石墨烯表面的中心修饰一个用一定的电荷和特殊的电偶极矩方式排列的区域,这个特殊的区域中心的亲疏水特性和没有修饰的石墨烯表面相似,由于其外面有一圈比较窄的边界非常亲水和预先放置的氮气分子作为成核点的影响,氮气纳米气泡也很容易固定在修饰的区域。这两种不同修饰方式为我们提供了两种固定纳米气泡的新思路,也为研究纳米气泡的稳定性和探讨其在微观液体流中的应用提供了一定的帮助。Xe是一种对人体没有任何负面效应的麻醉气体,其在临床上面的效果也是很令人欣慰的。Xe是惰性气体,进入人体不会发生任何化学反应,因而关于其麻醉机理至今没有非常合理的解释。而纳米气泡的提出给了我们一个新的思路,原因是如果Xe分子能够在人体蛋白分子的某一个位点上面聚集成为气泡那么这个区域将会失去其功能,从而可以产生麻醉的效果。基于这一思想,我们通过上海光源BL15U1和BL14W1两个线站的同步辐射X射线荧光吸收谱和荧光成像技术对Xe在胃蛋白酶表面的吸附情况进行了研究。初步结果显示,Xe在蛋白酶溶液中的吸附含量明显比不含蛋白酶的水溶液高。也就是说,Xe可能以微／纳米气泡在胃蛋白酶表面吸附。这些研究将有助于揭示Xe麻醉的微观机制。