声空化泡是一种液体中的气泡,它和气液界面的性质密切相关。表面活性剂可以改变气液界面的力学、热学以及化学性质,因此声空化泡的动力学行为对表面活性剂敏感。人们经常在声空化液体中加入表面活性剂,改善声空化的效应。然而,关于表面活性剂对单个声空化泡的动力学影响却鲜有报道。本文从实验和理论两方面研究了表面活性剂对空化泡动力学的影响。表面活性剂种类繁多,十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,简称SDS)是其中一种常见、重要的表面活性剂。本文具体测量了超声波驱动下的SDS水溶液中的单空化泡半径随时间演化过程,以及它和SDS浓度的相关性。我们采用数字移相的锁相积分频闪拍摄法,获取相同驱动条件下、不同浓度SDS水溶液中一个超声周期内单空化泡在各个相位的静态图像;通过图像处理获得对应的空化泡半径,然后将这些数据和Rayleigh-Plesset气泡动力学模型进行拟合,得到空化泡半径随时间变化的拟合曲线,从中读取最大半径Rmax、最小半径Rmin、平衡半径R0等动力学参数。实验结果表明,随着SDS浓度的增大,空化泡的最大半径、最小半径和平衡半径随之减小,这是因为SDS可以有效抑制空化泡内外的物质交换;空化泡的半径压缩比随SDS浓度的增大而增大,即表明SDS增强了空化泡的聚能能力。空化泡的脉动增大了气液界面上SDS分子的浓度,当SDS水溶液浓度达到0.8mM时,空化泡气液界面的SDS分子达到饱和,若继续提高溶液浓度,SDS不再对空化泡的动力学特性产生进一步影响。