雷射驅動液體流動新機理發現

2021-02-08 新華網客戶端
雷射驅動液體流動新機理發現

2017-10-13 11:02 來源： 柯懷鴻 記者盛利

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，發現了一種全新的光流體學機理，並成功利用脈衝雷射在純水中驅動持續高速的水流噴射。相關論文已在《科學前沿》在線發表並登上首頁頭條。

高效地利用脈衝雷射直接驅動液體流動，一直是困擾國內外科學界一大難題。王志明團隊在發現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，利用光聲效應實現雷射對液體的首次驅動；隨後將含有金納米顆粒的液體替換成純淨水，再次利用脈衝雷射照射後，發現其在純水中依然可以持續、高速地驅動水流。

為揭開這一神奇現象，團隊發現首次實驗中玻璃皿內壁雷射聚焦處，會產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，正是溶液替換後依然能被雷射驅動的關鍵。「這個『火山口』連接了光聲效應和聲波驅動效應。」王志明說，該微腔通過雷射照射後，在金納米顆粒和腔體的共同作用下，可產生定向的高頻超聲波，通過聲波驅動效應，驅動分散液產生高速流動可產生超聲波並驅動液體流動。

「這種全新的光流體機理，有機地融合了光聲效應和聲波驅動流體效應兩個基本的物理過程，最終實現雷射對液體的驅動。」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後，雷射依然可驅動其他液體流動。（柯懷鴻 記者盛利）

 

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作者： 科技日報 [責任編輯: 鍾豔平]

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