近期，我院王玉亮副教授與荷蘭特溫特大學(xué)以及澳大利亞皇家墨爾本大學(xué)科研人員合作，在等離子氣泡產(chǎn)生機(jī)理方面的研究取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以第一作者和共同通訊作者身份發(fā)表于交叉科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊ACS Nano（影響因子13.334）。
金、銀、鉑等貴金屬納米顆粒在激光照射下存在離子體效應(yīng)，能夠迅速的將光能轉(zhuǎn)化為熱能。在液下環(huán)境中，轉(zhuǎn)化得到的熱能迅速把水汽化，生成微米級氣泡，稱之為等離子氣泡。等離子氣泡在太陽能利用、微納操作、醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)、以及癌癥診斷等方面有巨大的應(yīng)用潛力，成為近年來微納領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向。一直以來，研究人員普遍認(rèn)為等離子氣泡主要由水蒸氣組成。北航機(jī)械工程及自動化學(xué)院王玉亮副教授聯(lián)合荷蘭特溫特大學(xué)以及澳大利亞皇家墨爾本大學(xué)的科研人員，利用超高速攝像機(jī)，在納米金粒子結(jié)構(gòu)化表面（圖a）生成等離子氣泡（圖b）。通過觀測等離子氣泡產(chǎn)生的動態(tài)過程，在國際上首次揭示其產(chǎn)生機(jī)理。他們的研究表明，等離子氣泡只有在產(chǎn)生后的大約10 ms以內(nèi)主要由水汽組成（圖c，Regime I）。而后，水中溶解的空氣逐漸通過液氣界面擴(kuò)散，進(jìn)入氣泡中，并在隨后的氣泡生長環(huán)節(jié)起主要作用。這一研究結(jié)果，對其他等離子體氣泡相關(guān)應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義，也為課題組下一步基于等離子體氣泡的應(yīng)用研究奠定了基礎(chǔ)。
（a）納米金粒子結(jié)構(gòu)化表面；（b）利用超高速攝像機(jī)對等離子氣泡進(jìn)行測量和表征；
（c）等離子氣泡產(chǎn)生及生長機(jī)理示意圖
王玉亮副教授長期從事微納尺度的測量和控制研究工作，綜合運(yùn)用精密運(yùn)動控制、微納加工、微納操縱、視覺傳感等技術(shù)，在微納米流體力學(xué)以及細(xì)胞生物力學(xué)等研究方向開展研究工作，近年來相繼在Scientific Reports, Applied Physics Letters, Nanotechnology, Langmuir等知名期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。
論文下載鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b08229
機(jī)械人研究所
2017年1月23日
