В несподіваному відкритті дослідники використовували лазерний промінь для створення потоку рідини

Команда інженерів з Університету Х'юстона змогла продемонструвати, що лазери можуть викликати рух в рідинах, в явищі, яке вони називають лазерним потоком. Це може бути дуже корисно в мікрофлюідіках, біохімії та мікропроізводстві.

Сила світла

Вони називають це лазерним потоком. Ні, це не новий вид спорту або якийсь час в Netflix. Замість цього це нове спостережуване явище, пов'язане з рідинами і лазерними променями. Завдяки інженерам з Університету Х'юстона (UH) в Техасі ми тепер зрозуміли, що для сильно сфокусованих променів світла, ака-лазерів, можна передати свій імпульс для створення потоку рідини.

«Перетворення лазерного променя в масовий потік було проблемою як науково, так і технологічно», - пише дослідники на чолі з інженером UH Джиміні Бао в опублікованому онлайн-дослідженні. Зазвичай світло просто проходить через воду, якщо тільки він не змушений взаємодіяти з іншим середовищем, він може «проштовхувати» - подібно повітрю.

«Тут ми повідомляємо про відкриття нового принципу optofluidics і демонструємо генерацію стаціонарного потоку води імпульсним лазерним променем через скляне вікно». Коротше кажучи, вони змогли використовувати лазерний промінь для генерації рідини потоки всередині рідини.

Зображення: Jiming Bao, et al.

Потік потенційного використання

Бао та його колеги виявили, що лазер може нагнітати воду, якщо він містить золоті наночастинки. Щоб продемонструвати це досить унікальне явище, вони сяють імпульсним зеленим лазером через скляну стінку рідкого контейнера. Протягом декількох хвилин він створює струм потоку рідини вздовж напрямку лазерного променя. «Потоки проявляються у вигляді рідких аналогів лазерних променів і рухаються в тих же напрямках заломлених променів, як якщо б вони безпосередньо управлялися фотонами лазерних променів», - пишуть вони. «Ми називаємо це явище лазерним потоком».

Наночастки можуть поглинати зелене світло, тому що він резонує близько до частоти електронів, які вони містять. Частинки розширюються і стискаються, коли вони нагріваються і остигають при кожному лазерному імпульсі, генеруючи акустичні хвилі в воді - явище, давно відоме, зване акустичним потоком.

Це відкриття має значні додатки, особливо для експериментів на лабораторних умовах, де рухомі рідини в мікроскопічному масштабі можуть мати вирішальне значення, а також в нанообробки і навіть лазерному двигуні. Як пояснив Бао та його колеги в своїй статті: «Лазерна потокова передача знайде застосування в оптично керованих або активованих пристроях, таких як мікрофлюіди, лазерні двигуни, лазерна хірургія та чистка, масовий транспорт або мікшування, щоб назвати лише деякі з них».

Література: Огляд технології MIT, arXiv