Международная группа ученых из Китая и США научились создавать направленные потоки в жидкостях с помощью лазерного излучения. Препринт исследования доступен на сайте arXiv.org.
Микрофлюидика — междисциплинарная наука, описывающая поведения жидкостях в каналах на масштабе микрометров. В последние годы отдельно выделяют ее быстро развивающееся направление оптофлюидику, в рамках которой изучается взаимодействие оптического излучения и жидкости. В частности ученые разрабатывают методы, позволяющие использовать свет не только как инструмент наблюдения, но и для управления жидкостью.
Исследователи из США и Китая нашли способ создавать потоки в жидкости с помощью лазерного луча. Они обнаружили, что если осветить лазерным лучом коллоидный раствор золотых наночастиц размером 50 нанометров, в течение нескольких минут в нем начинается небольшое течение по направлению от луча, которое затем превращается в заметный продолговатый поток жидкости.
Ученые выяснили, какой механизм стоит за этим эффектом. Оказывается, лазерное излучение, которое использовали исследователи, вызывает поверхностный
золотых частиц. Из-за этого частицы быстро нагреваются и охлаждаются, что вызывает акустические волны. Из-за этих эффектов на стенке сосуда с раствором, освещаемой лазером, образуется небольшая впадина или пора с такой же шириной, как и лазерный луч, в которой закрепляются частицы. Из-за концентрации частиц на этом небольшом участке, он начинает испускать направленные акустические волны, вызванные плазмонным резонансом. Эти волны вызывают
в жидкости, совпадающее по направлению с лазерным лучом.
Поскольку поток обусловлен образованием микропоры в сосуде, то его можно создавать с помощью лазера, даже если раствор наночастиц после образования поры заменить на обычную воду. Исследователи считают, что их открытие может быть использовано во многих микрофлюидных разработках, к примеру для
.
Недавно российские физики научились определять распределение взвешенных в жидкости частиц с помощью лазерных голограмм. А другой коллектив ученых из Германии и России научились управлять микрочастицами с помощью лазера и заставлять их разбегаться от луча.
Григорий Копиев
Его предсказали более 80 лет назад
Китайские физики напрямую зарегистрировали эффект Мигдала, который был предсказан более 80 лет назад. Для этого они просмотрели около миллиона событий от столкновений нейтронов с атомными ядрами, зарегистрированных при помощи газового пиксельного детектора. Результаты опубликованы в Nature.