原標(biāo)題：“抽刀斷水” 我學(xué)者以光為“刀”切割雕刻液體

來源：科技日報

“抽刀斷水” 我學(xué)者以光為“刀”切割雕刻液體

最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

科技日報成都12月23日電 (陳科 羅洪焱)電子科技大學(xué)官網(wǎng)23日發(fā)布消息稱，該校基礎(chǔ)與前沿研究院王志明教授攜手合作團(tuán)隊(duì)，通過系統(tǒng)性研究液面的光致變形現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了光熱毛細(xì)作用下液體發(fā)生宏觀形變，并被切割、雕刻出任意圖形。相關(guān)成果發(fā)表在國際頂級科研期刊《今日材料》上。

光在物體上反射時會產(chǎn)生壓力，使物體變形。但若要使水面發(fā)生形變，往往需要峰值功率達(dá)到千瓦級別的脈沖激光，且形變通常微不可察。為使液體表面發(fā)生明顯形變，研究團(tuán)隊(duì)以光吸收能力較強(qiáng)的磁性液體——鐵磁流體作為實(shí)驗(yàn)對象，并分別使用了3種不同波長但功率相同的激光誘導(dǎo)其表面變形。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在波長532納米、功率1瓦的連續(xù)激光照射下，厚度1毫米的磁流體會發(fā)生強(qiáng)烈變形甚至破裂現(xiàn)象。同時激光波長越短，光吸收越強(qiáng)，局部加熱效應(yīng)更加明顯，從而使得表面變形越快。

研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，一旦激光束與液體失去直接接觸，輻射壓力就會消失，磁性液體層上表面的流體快速從激光照射點(diǎn)向外流動，而底層液體則朝著光束中心向內(nèi)流動，該對流現(xiàn)象也證實(shí)，激光誘導(dǎo)的熱毛細(xì)作用是液體形變過程中的主要驅(qū)動力。

該實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)研究人員林峰說，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，液體的表面凹陷程度會隨著表面張力溫度系數(shù)成比例增加，同時液體的厚度也會增加凹陷程度。“該成果全面分析了光誘導(dǎo)表面變形的基本機(jī)制，證實(shí)了通過對液體的相關(guān)物理特性進(jìn)行優(yōu)化，可以用光操控液面形變、生成各種圖案，甚至驅(qū)動液滴。”他說。

【編輯:田博群】

[責(zé)任編輯：楊凡、崔中連]

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