高效脈衝激光碟機動液體流動 或將應用攜帶型醫療設備

近日，《Science》(科學)雜誌的子刊《Science Advances》(科學進展)上發表了一篇論文，科學家在現實條件下，實現了用脈衝 激光 在純水中驅動水流持續高速運動。用激光碟機動宏觀物質運動這是激光自發明以來首次實現用極為微弱光子直接能量或動量傳輸作用力提供的宏觀推動力。

這一突破性成果在電子科技大學、河南工程學院、美國休斯頓大學等中外高校組成的聯合科研團隊在普通的金納米顆粒非線性光學性質實驗中發現，由於光子能量的微弱性，在光熱效應或光化學反應產生的間接推動力對流體屬性有極高的要求，像水這樣的透明液體要求對激發光吸收極少。

據論文主要作者王志明解釋，此次實驗成功的關鍵其實還在於 「金納米顆粒微腔」。光聲流體效應現象，其實是光聲效應和聲波驅動效應的結合，玻璃器皿內壁激光聚焦處產生了形如火山口並附著有大量金納米顆粒的微腔。金納米顆粒在脈衝激光的照射下會經歷快速的、周期性的體積膨脹和收縮，產生超聲波。而在金納米顆粒和腔體的共同作用下，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。王志明還說，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，激光也可驅動其他液體流動。

此次試驗的成功標誌著光可以驅動宏觀物質的運動，這與自然界其他元素不同，激光碟機動流體技術中光是可控元素，這為微米級別到厘米級別的流體激光控制帶來了可能。這一實驗結果或將應用到微流體系統乃至可穿戴攜帶型醫療設備中。

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