僅通過(guò)光束，能否讓宏觀物體運(yùn)動(dòng)？12日，記者從電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院獲悉，該院王志明教授團(tuán)隊(duì)與來(lái)自河南工程學(xué)院、休斯頓大學(xué)、哈佛大學(xué)等高校的合作者，發(fā)現(xiàn)了一種全新的光流體學(xué)機(jī)理，并成功利用脈沖激光在純水中驅(qū)動(dòng)持續(xù)高速的水流噴射。相關(guān)論文已在《科學(xué)前沿》在線發(fā)表并登上首頁(yè)頭條。
高效地利用脈沖激光直接驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，一直是困擾國(guó)內(nèi)外科學(xué)界一大難題。王志明團(tuán)隊(duì)在發(fā)現(xiàn)這種全新光流體學(xué)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中，首先在溶液中加入金納米顆粒，利用光聲效應(yīng)實(shí)現(xiàn)激光對(duì)液體的首次驅(qū)動(dòng)；隨后將含有金納米顆粒的液體替換成純凈水，再次利用脈沖激光照射后，發(fā)現(xiàn)其在純水中依然可以持續(xù)、高速地驅(qū)動(dòng)水流。
為揭開(kāi)這一神奇現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)首次實(shí)驗(yàn)中玻璃皿內(nèi)壁激光聚焦處，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附有大量金納米顆粒的微流體腔，而這個(gè)如同“火山口”的微腔，正是溶液替換后依然能被激光驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵。“這個(gè)‘火山口’連接了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。”王志明說(shuō)，該微腔通過(guò)激光照射后，在金納米顆粒和腔體的共同作用下，可產(chǎn)生定向的高頻超聲波，通過(guò)聲波驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)分散液產(chǎn)生高速流動(dòng)可產(chǎn)生超聲波并驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)。
“這種全新的光流體機(jī)理，有機(jī)地融合了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動(dòng)流體效應(yīng)兩個(gè)基本的物理過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)激光對(duì)液體的驅(qū)動(dòng)。”他說(shuō)，正是在這種原理下，一旦微腔形成，將金納米顆粒分散液替換為純水或其他溶液后，激光依然可驅(qū)動(dòng)其他液體流動(dòng)。
高效地利用脈沖激光直接驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，一直是困擾國(guó)內(nèi)外科學(xué)界一大難題。王志明團(tuán)隊(duì)在發(fā)現(xiàn)這種全新光流體學(xué)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中，首先在溶液中加入金納米顆粒，利用光聲效應(yīng)實(shí)現(xiàn)激光對(duì)液體的首次驅(qū)動(dòng)；隨后將含有金納米顆粒的液體替換成純凈水，再次利用脈沖激光照射后，發(fā)現(xiàn)其在純水中依然可以持續(xù)、高速地驅(qū)動(dòng)水流。
為揭開(kāi)這一神奇現(xiàn)象，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)首次實(shí)驗(yàn)中玻璃皿內(nèi)壁激光聚焦處，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附有大量金納米顆粒的微流體腔，而這個(gè)如同“火山口”的微腔，正是溶液替換后依然能被激光驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵。“這個(gè)‘火山口’連接了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。”王志明說(shuō)，該微腔通過(guò)激光照射后，在金納米顆粒和腔體的共同作用下，可產(chǎn)生定向的高頻超聲波，通過(guò)聲波驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)分散液產(chǎn)生高速流動(dòng)可產(chǎn)生超聲波并驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)。
“這種全新的光流體機(jī)理，有機(jī)地融合了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動(dòng)流體效應(yīng)兩個(gè)基本的物理過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)激光對(duì)液體的驅(qū)動(dòng)。”他說(shuō)，正是在這種原理下，一旦微腔形成，將金納米顆粒分散液替換為純水或其他溶液后，激光依然可驅(qū)動(dòng)其他液體流動(dòng)。
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