2024年11月，课题组文章“Unexpected Inhibition Roles of Methane Nanobubbles on Hydrate Decomposition”被Chemical Engineering Journal（SCI中科院一区TOP期刊，IF=15.1）接收，张军教授和钟杰教授为文章通讯作者，博士生郭牧之为第一作者。

水合物不受控制的分解会带来极高的风险，例如在水合物开采过程中引发的地层失稳、海底滑坡等，以及水合物储存/运输期间的气体泄漏等危害。已有研究表明，动力学抑制剂可以通过吸附在水合物表面有效阻止水合物分解。然而，本研究发现动力学抑制剂在水合物表面吸附的覆盖率非常有限，无法完全解释其在低剂量使用时取得的良好抑制效果。在本研究中，通过实验和分子模拟相结合，提出了一种新的抑制机制——纳米气泡是抑制水合物分解的更关键因素。具体而言，当PVP（一种典型的抑制剂）加入溶液后，其疏水基团与CH4发生强相互作用，从而增加CH4的溶解度并且诱导CH4纳米气泡形成。随后，在水合物生成过程中，这些纳米气泡将被包裹在水合物中，并通过以下过程抑制水合物分解：在水合物分解过程中，纳米气泡突然暴露在水相中，迅速释放CH4，从而提高了界面处和液相中的甲烷浓度。该高CH4浓度有助于形成水合物成核所需的微结构，从而增大成核的驱动力，最终抑制水合物分解。本研究提出的“纳米气泡抑制机制”可以为多种工业应用中开发和应用抑制剂以抑制水合物分解提供理论基础。