جنرال لواء

يمكن للعلماء الآن تحويل الليزر إلى سوائل


اكتشف العلماء اكتشافًا مفاجئًا يتيح لليزر إنشاء تيارات نفثية داخل السائل. العملية المسماة "تدفق الليزر" هي ظاهرة يمكن ملاحظتها في الليزر والسوائل. اكتشف مهندسون من جامعة هيوستن أن الليزر شديد التركيز يمكنه نقل زخمه وإنشاء تيار من السائل.

عادة يمر الضوء عبر الماء دون أي تأثير على السائل على الإطلاق. لكن هذه العملية الجديدة تجبر الليزر على التفاعل مع وسيط آخر مما يسمح له بعد ذلك "بدفع" السائل لإنشاء تيار.

كتب الباحث الرئيسي ، Jiming Bao ، في البحث المنشور ، "كان تحويل شعاع الليزر إلى تدفق جماعي تحديًا علميًا وتقنيًا على حد سواء. هنا نُبلغ عن اكتشاف مبدأ موائع ضوئية جديد ونوضح توليد تدفق مياه ثابت الحالة بواسطة شعاع ليزر نابض عبر نافذة زجاجية ".

استخدم باو وزملاؤه جسيمات الذهب النانوية لمساعدة الليزر على دفع السائل. لإثبات قدرة الليزر الجديدة ، قاموا بتسليط ضوء أخضر نابض في وعاء من السوائل الزجاجية الجدار. قريبا يمكن رؤية حركة الماء داخل الحاوية. تيار من السائل يتدفق في نفس اتجاه الليزر. كتب العلماء: "تظهر التدفقات على أنها نظائر سائلة لأشعة الليزر وتتحرك في نفس اتجاهات الأشعة المنكسرة كما لو كانت مدفوعة مباشرة بفوتونات أشعة الليزر. نسمي هذه الظاهرة تدفق الليزر".

تعمل هذه العملية لأن الجسيمات النانوية يمكنها امتصاص الضوء الأخضر حيث يتردد صداها بالقرب من تردد الإلكترونات. تسخن الجسيمات ثم تبرد مع كل نبضة من الليزر. يولد كل تغيير في درجة الحرارة موجة صوتية تدفع بدورها السائل إلى الأمام. لكن هذه الظاهرة المسماة "التدفق الصوتي" معروفة منذ بعض الوقت. ومع ذلك ، فإنه لا يضمن تدفق السائل. لذلك دفع العلماء للحصول على إجابة أوضح. اكتشفوا أن تسخين وتبريد الجسيمات النانوية بالقرب من جدار الحاوية تسبب لهم في الترابط مع الزجاج. لذلك على مدار فترة من الزمن ، كانت جزيئات الذهب مغطاة بالفعل حول نقطة دخول الضوء على جدار الحاوية. خلقت هذه القشرة نوعًا من التجويف النانوي. يعمل هذا بدوره في الواقع كنوع من مكبرات الصوت للضوء ، مما يسمح له بالتركيز على نقطة تولد الدفق دائمًا.

يحتوي الاكتشاف المثير على مجموعة من التطبيقات المهمة. أحد المجالات التي ستستفيد أكثر من غيرها هي تقنية "lab-on-a-chip". ترى هذه المنطقة الناشئة رقائق جهاز استشعار حيوي صغير للرقاقة تحتوي على وظائف متعددة تتطلب عادةً مختبرًا لتحليلها وتفسيرها. يمكن ارتداء الجهاز الجديد في قطعة من التكنولوجيا القابلة للارتداء وتحليل العرق أو الدم لاكتشاف المؤشرات الحيوية المتعددة المرتبطة بالعديد من الأمراض. القدرة على نقل السوائل على نطاق مجهري أمر بالغ الأهمية لتصنيع مثل هذه الأجهزة. يمكن أيضًا تطبيق هذه التقنية في التصنيع النانوي والدفع بالليزر. يشرح باو وزملاؤه في ورقتهم ، "سيجد تدفق الليزر تطبيقات في الأجهزة التي يتم التحكم فيها أو تنشيطها ضوئيًا مثل الموائع الدقيقة ، والدفع بالليزر ، والجراحة والتنظيف بالليزر ، والنقل الجماعي ، أو المزج ، على سبيل المثال لا الحصر."


شاهد الفيديو: تحويل مصباح عادي إلى مؤشر ليزر (كانون الثاني 2022).