電子科技大學學者發現激光碟機動流體新技術 研究論文登上Science子刊

四川在線消息（記者 鍾帆 實習生 曾婕）如何有效地利用激光碟機動宏觀物體運動，一直是困擾科學研究界的一項重大難題。近期，電子科技大學基礎與前沿研究院王志明教授團隊與來自河南工程學院、美國休斯頓大學、美國哈佛大學、美國普渡大學等國內外高校的合作者提出了一種全新的光流體學機理，並成功地用脈衝激光在純水中實現持續高速的水流噴射。該方法僅需使用簡單且廉價的裝置，即可實現激光對流體的高效驅動，成功地克服了激光碟機動宏觀流體運動這一科學技術難題。該項成果的研究論文「Laser streaming:Turning a laser beam into a flow of liquid」(激光流體：把激光束轉化成液體流)被選作首頁頭條文章，在Science子刊《Science Advances》官網報道。

《Science Advances》官網首頁報道

簡單地說，該技術就是利用激光及相關裝置產生超聲波，超聲波再對液體進行驅動。眾所周知，水對激發光的吸收極少。該項研究，則首次發現了一種奇特的光聲流體效應。無需任何預先加工，僅適用玻璃比色皿和金納米顆粒(材料成本小於10元)，即可在納秒脈衝激光照射下，自發形成金屬表面等離子體和微米空腔複合結構。該微腔結構巧妙連接光聲效應和聲波驅動效應，從而在純水中實現流速高達4厘米/秒、持續時間超小時之久的定向水流噴射，成功地克服了激光碟機動宏觀流體運動這一科學技術難題。

激光控制水流原理

光致超聲和超聲驅動水流原理

其實，超聲驅動液體流動距離我們生活並不遙遠，從工業設備的循環冷卻，到超聲洗牙和牙齦疾病的根管治療，再到實驗室模擬生物化學反應的微流體晶元，都需要定向驅動的高速水流。和傳統的利用機械裝置產生超聲波來推動液體流動的方式不同，激光碟機動流體提供了一種全新的、簡單廉價的驅動流體的方式。該技術可以實現微米級別到厘米級別的流體控制，在微流體系統乃至可穿戴攜帶型醫療設備中得到廣泛應用。激光碟機動流體的創新的實驗發現為微流體系統設計提供了新的驅動方式，促進了新型微流體系統的開發，為我國微流體技術研究追趕世界先進水平做出了巨大推動作用。（圖片由電子科大提供）

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