研究發(fā)現(xiàn)：在水面上照射激光束，可創(chuàng)造出向上的噴泉

近日，休斯敦大學(xué)的科學(xué)家在一項(xiàng)新研究中發(fā)現(xiàn)，在水面上照射激光束，可創(chuàng)造出向上的噴泉。研究作者Jiming Bao認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)歸因于馬蘭戈尼效應(yīng)（Marangoni effect）。

由于兩種表面張力不同的液體界面之間存在張力梯度，而使質(zhì)量移動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)之為馬蘭戈尼效應(yīng)。

馬蘭戈尼效應(yīng)的激光誘導(dǎo)液體噴泉有可能影響液體或軟物質(zhì)的應(yīng)用，例如光刻和 3D 打印、傳熱和傳質(zhì)、晶體生長(zhǎng)和合金焊接、空間光調(diào)制以及微流體和自適應(yīng)光學(xué)。

Jiming Bao受此前研究工作的啟發(fā)，成功模擬了淺層液體中的向內(nèi)表面凹陷。他在新研究中增加了鐵磁流體的深度。鐵磁流體是一種所謂的“神奇”液體， 在靜態(tài)時(shí)無(wú)磁性吸引力，當(dāng)外加磁場(chǎng)作用時(shí)，才表現(xiàn)出磁性。然后，Bao 使用低功率 (<1 W) 連續(xù)波激光束產(chǎn)生不均勻的表面溫度場(chǎng)，從而引發(fā)了馬蘭戈尼效應(yīng)。

Jiming Bao認(rèn)為，了解不同深度液體中明顯的表面變形有助于揭示表面變形過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。因此，他改變了液體層的厚度，同時(shí)保持激光束相同。

研究團(tuán)隊(duì)表示，激光噴泉和從表面壓痕到激光噴泉的深度相關(guān)過(guò)渡還沒(méi)有研究闡明過(guò)。這是因?yàn)椋瑳](méi)有現(xiàn)有的理論可以直接預(yù)測(cè)任意深度液體的變形模式。

該研究論文題為“Marangoni convection-driven laser fountains on free surfaces of liquids”，已發(fā)表在Materials Today Physics上。

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論文原文：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542529321002194?via%3Dihub

標(biāo)簽： 激光束 噴泉