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》線上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.
