“抽刀斷水” 我學者以光為“刀”切割雕刻液體
科技日報成都12月23日電 (陳科 羅洪焱)電子科技大學官網23rifabuxiaoxicheng,gaixiaojichuyuqianyanyanjiuyuanwangzhimingjiaoshouxieshouhezuotuandui,tongguoxitongxingyanjiuyemiandeguangzhibianxingxianxiang,shixianleguangremaoxizuoyongxiayetifashenghongguanxingbian,bingbeiqiege、雕刻出任意圖形。相關成果發表在國際頂級科研期刊《今日材料》上。
光(guang)在(zai)物(wu)體(ti)上(shang)反(fan)射(she)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)壓(ya)力(li),使(shi)物(wu)體(ti)變(bian)形(xing)。但(dan)若(ruo)要(yao)使(shi)水(shui)麵(mian)發(fa)生(sheng)形(xing)變(bian),往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)達(da)到(dao)千(qian)瓦(wa)級(ji)別(bie)的(de)脈(mai)衝(chong)激(ji)光(guang),且(qie)形(xing)變(bian)通(tong)常(chang)微(wei)不(bu)可(ke)察(cha)。為(wei)使(shi)液(ye)體(ti)表(biao)麵(mian)發(fa)生(sheng)明(ming)顯(xian)形(xing)變(bian),研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)以(yi)光(guang)吸(xi)收(shou)能(neng)力(li)較(jiao)強(qiang)的(de)磁(ci)性(xing)液(ye)體(ti)——鐵磁流體作為實驗對象,並分別使用了3種不同波長但功率相同的激光誘導其表麵變形。試驗發現,在波長532納米、功率1瓦的連續激光照射下,厚度1毫米的磁流體會發生強烈變形甚至破裂現象。同時激光波長越短,光吸收越強,局部加熱效應更加明顯,從而使得表麵變形越快。
研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)還(hai)發(fa)現(xian),一(yi)旦(dan)激(ji)光(guang)束(shu)與(yu)液(ye)體(ti)失(shi)去(qu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu),輻(fu)射(she)壓(ya)力(li)就(jiu)會(hui)消(xiao)失(shi),磁(ci)性(xing)液(ye)體(ti)層(ceng)上(shang)表(biao)麵(mian)的(de)流(liu)體(ti)快(kuai)速(su)從(cong)激(ji)光(guang)照(zhao)射(she)點(dian)向(xiang)外(wai)流(liu)動(dong),而(er)底(di)層(ceng)液(ye)體(ti)則(ze)朝(chao)著(zhe)光(guang)束(shu)中(zhong)心(xin)向(xiang)內(nei)流(liu)動(dong),該(gai)對(dui)流(liu)現(xian)象(xiang)也(ye)證(zheng)實(shi),激(ji)光(guang)誘(you)導(dao)的(de)熱(re)毛(mao)細(xi)作(zuo)用(yong)是(shi)液(ye)體(ti)形(xing)變(bian)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)主(zhu)要(yao)驅(qu)動(dong)力(li)。
該gai實shi驗yan團tuan隊dui研yan究jiu人ren員yuan林lin峰feng說shuo,實shi驗yan結jie果guo表biao明ming,液ye體ti的de表biao麵mian凹ao陷xian程cheng度du會hui隨sui著zhe表biao麵mian張zhang力li溫wen度du係xi數shu成cheng比bi例li增zeng加jia,同tong時shi液ye體ti的de厚hou度du也ye會hui增zeng加jia凹ao陷xian程cheng度du。“該成果全麵分析了光誘導表麵變形的基本機製,證實了通過對液體的相關物理特性進行優化,可以用光操控液麵形變、生成各種圖案,甚至驅動液滴。”他說。
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