僅通過光束，能否讓宏觀物體運動？12日，記者從電子科技大學基礎(chǔ)與前沿研究院獲悉，該院王志明教授團隊與來自河南工程學院、休斯頓大學、哈佛大學等高校的合作者，發(fā)現(xiàn)了一種全新的光流體學機理，并成功利用脈沖激光在純水中驅(qū)動持續(xù)高速的水流噴射。相關(guān)論文已在《科學前沿》在線發(fā)表并登上首頁頭條。
高效地利用脈沖激光直接驅(qū)動液體流動，一直是困擾國內(nèi)外科學界一大難題。王志明團隊在發(fā)現(xiàn)這種全新光流體學機理的實驗中，首先在溶液中加入金納米顆粒，利用光聲效應(yīng)實現(xiàn)激光對液體的首次驅(qū)動；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)動水流。
為揭開這一神奇現(xiàn)象，團隊發(fā)現(xiàn)首次實驗中玻璃皿內(nèi)壁激光聚焦處，會產(chǎn)生一個附有大量金納米顆粒的微流體腔，而這個如同“火山口”的微腔，正是溶液替換后依然能被激光驅(qū)動的關(guān)鍵。“這個‘火山口’連接了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動效應(yīng)。”王志明說，該微腔通過激光照射后，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，通過聲波驅(qū)動效應(yīng)，驅(qū)動分散液產(chǎn)生高速流動可產(chǎn)生超聲波并驅(qū)動液體流動。
“這種全新的光流體機理，有機地融合了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動流體效應(yīng)兩個基本的物理過程，最終實現(xiàn)激光對液體的驅(qū)動。”他說，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)動其他液體流動。
高效地利用脈沖激光直接驅(qū)動液體流動，一直是困擾國內(nèi)外科學界一大難題。王志明團隊在發(fā)現(xiàn)這種全新光流體學機理的實驗中，首先在溶液中加入金納米顆粒，利用光聲效應(yīng)實現(xiàn)激光對液體的首次驅(qū)動；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)動水流。
為揭開這一神奇現(xiàn)象，團隊發(fā)現(xiàn)首次實驗中玻璃皿內(nèi)壁激光聚焦處，會產(chǎn)生一個附有大量金納米顆粒的微流體腔，而這個如同“火山口”的微腔，正是溶液替換后依然能被激光驅(qū)動的關(guān)鍵。“這個‘火山口’連接了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動效應(yīng)。”王志明說，該微腔通過激光照射后，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，通過聲波驅(qū)動效應(yīng)，驅(qū)動分散液產(chǎn)生高速流動可產(chǎn)生超聲波并驅(qū)動液體流動。
“這種全新的光流體機理，有機地融合了光聲效應(yīng)和聲波驅(qū)動流體效應(yīng)兩個基本的物理過程，最終實現(xiàn)激光對液體的驅(qū)動。”他說，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)動其他液體流動。
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