使用高速可视化来识别等离子体微气泡的形成和分布的变化
Mohammad Amer Allaf1, Koji Okamoto2, Takuto Owa3
1Nuclear Engineering and Engineering Physics, University of Wisconsin-Madison, Engineering Research Building, 1500 Engineering Drive, Madison, Wisconsin 53705, USA.
用脉冲激光 (PLs) 加热黄金纳米粒子 (GNPs) 会产生微泡,但聚合和光修饰会导致不可预测的变化. 光学拉力和溶解气体释放进一步影响微泡的形成和分布.
科学领域:
- 纳米技术 纳米技术
- 光热应用 光热应用
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 使用脉冲激光器 (PLs) 对金纳米粒子 (GNPs) 的等离子体加热对于成像,诊断和微流体学中的微泡产生至关重要.
- 聚合和光变的GNP导致微泡形成和分布的不一致性,特别是在池般的环境.
研究的目的:
- 通过使用脉冲激光器加热GNP来实验研究微气泡的产生.
- 了解GNP大小,度和激光参数对微泡形成和分布的影响.
- 阐明聚合,光变,光学拉力和溶解气体释放在过程中的作用.
主要方法:
- 不同大小和度的加热GNP (532nm,纳秒PL).
- 使用20kfps的高速成像来捕捉微气泡的动态.
- 分析泡形成区域 (BFA) 和分布模式.
主要成果:
- 观察到BFA的不可预测变化,即使与相似的能量吸收.
- 由于聚合,在能量吸收较低的情况下形成的大型微泡.
- 光学拉力导致GNP沉积在表面,导致精确定义的半圆泡 (∼600μm) 在50μs内.
- 微泡形成集中在向后面的表面附近,表明光学拉动的作用.
- 溶解的气体释放影响了微泡的生长,特别是在聚合样本中.
- 之前的激光脉冲通过光修饰和聚合影响了BFA,有时会减少BFA.
结论:
- 全国民生产总值的聚合,光变,光学拉力和溶解气体释放是影响微泡产生和分布的关键因素.
- 了解这些机制对于提高光热应用的可靠性和效率至关重要.
- 这项研究为科学和技术进步提供了对塑泡产生更好的控制的见解.
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