通过全内部反射光成像的单个化气泡的近壁动态
Fangyi Wang1, Jonas Kühlmann1, Sebastian A Kaiser1
1Institute of Energy and Material Process - Reactive Fluids, University of Duisburg-Essen, Germany.
Ultrasonics sonochemistry
|August 23, 2025
概括
这项研究使用全内部反射光 (TIRF) 来可视化激光诱导的化泡在表面附近的崩. 它揭示了冲击波和微裂形成与气体充满强烈的崩区域在泡动力学.
科学领域:
- 流体动力学
- 听力学
- 材料科学
背景情况:
- 对于了解物质侵蚀和声化学等现象至关重要.
- 传统的成像方法难以捕捉在界面上的泡崩过程中的快速,局部事件.
研究的目的:
- 引入和验证全内部反射光 (TIRF) 作为固体表面附近空洞气泡动态的高速成像技术.
- 分析激光诱导的化气泡的生命周期,冲击波生成和微裂形成.
主要方法:
- 使用具有平面波导支持的全内反射光显微镜 (TIRF) 用于以50kfps的速度成像泡崩.
- 采用 150 公里/秒的同时侧向背景照明,以全面捕捉泡动态.
- 进行稀释序列和厚度估计,以确认光场的光激发.
主要成果:
- 在崩过程中观察到泡和表面之间存在着薄薄的液体膜,出现了微米大小的短暂泡.
- 在第二次崩中捕获的冲击波,来自气体充满的强崩区域 (SCAs).
- 与之前的SCAs相关的微裂形成, 证明了因果关系.
结论:
- 总内部反射光 (TIRF) 提供了前所未有的次毫秒时间分辨率,用于研究接近接口的化气泡崩动态.
- 气体充满的强崩区域 (SCAs) 是产生冲击波和随后泡崩期间微裂的关键区域.
- 这种技术为泡动力学,表面相互作用和相关物理现象的研究开辟了新的途径.


