Generale

Naučnici sada mogu transformirati lasere u tečnosti


Naučnici su napravili iznenađujuće otkriće koje omogućava laserima da stvaraju mlazove u tekućini. Proces nazvan "lasersko strujanje" uočljiv je fenomen lasera i fluida. Inženjeri sa Univerziteta u Houstonu otkrili su da visoko fokusirani laseri mogu prenijeti svoj zamah i stvoriti tok tekućine.

Obično svjetlost prolazi kroz vodu bez ikakvog utjecaja na tečnost. Ali ovaj novi postupak prisiljava laser na interakciju s drugim medijem koji mu tada omogućuje da 'potiskuje' tekućinu stvarajući tok.

Vodeći istraživač, Jiming Bao, napisao je u objavljenom istraživanju, "Pretvaranje laserskog zraka u masovni protok izazov je kako znanstveno tako i tehnološki. Ovdje izvještavamo o otkriću novog principa optofluidike i demonstriramo stvaranje protoka vode u ustaljenom stanju impulsnim laserskim zrakom kroz stakleni prozor. "

Bao i njegovi kolege istraživači koristili su nanočestice zlata kako bi pomogli laseru da potisne tečnost. Da bi demonstrirali novu sposobnost lasera, osvijetlili su impulsno zeleno svjetlo u posudu sa staklenim zidom s tekućinama. Uskoro se može vidjeti kretanje vode unutar posude. Struja tečnosti struji u istom pravcu kao i laser. "Tokovi se pojavljuju kao tečni analozi laserskih zraka i kreću se u istim smjerovima prelomljenih zraka kao da ih izravno pokreću fotoni laserskih zraka. Taj fenomen nazivamo laserskim strujanjem", napisali su naučnici.

Proces djeluje jer nanočestice mogu apsorbirati zeleno svjetlo dok rezonira blizu frekvencije elektrona. Čestice se zagrijavaju, a zatim hlade sa svakim impulsom lasera. Svaka promjena temperature generira zvučni val, koji je zauzvrat gurao tekućinu naprijed. No, za ovaj fenomen nazvan 'akustični streaming' poznato je već neko vrijeme. Međutim, to ne garantira strujanje tečnosti. Dakle, naučnici su tražili jasniji odgovor. Otkrili su da su grijanje i hlađenje nanočestica u blizini zida kontejnera dovele do njihovog vezivanja sa staklom. Dakle, tokom određenog vremenskog perioda, nanočestice zlata su se zapravo inkrustrirale oko tačke ulaska svetlosti na zid kontejnera. Ova kora stvorila je neku vrstu nanokaviteta. Ovo zauzvrat djeluje kao vrsta zvučnika za svjetlost, omogućavajući mu da bude fokusirano na tačku uvijek generiranog toka.

Uzbudljivo otkriće ima čitav niz važnih aplikacija. Jedno od područja koje će imati najviše koristi je tehnologija 'lab-on-a-chip'. Ovo novo područje vidi male čipove biosenzornih čipova koji sadrže više funkcija za koje bi obično bila potrebna laboratorija za analizu i interpretaciju. Novi uređaj može se nositi u komadu nosive tehnologije i analizirati znoj ili krv kako bi se otkrilo više biomarkera povezanih s nekoliko bolesti. Sposobnost pomicanja tekućina u mikroskopskim razmjerima presudna je za proizvodnju takvih uređaja. Tehnologija se takođe može primeniti u nano-proizvodnji i laserskom pogonu. Bao i njegovi koautori objašnjavaju u svom radu: "Lasersko strujanje naći će aplikacije u optički upravljanim ili aktiviranim uređajima kao što su mikrofluidika, laserski pogon, laserska operacija i čišćenje, masovni transport ili miješanje, da nabrojimo samo neke."


Pogledajte video: 5 minuta za fiziku i astronomiju - Laseri (Novembar 2021).