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2007-03-31 19:40 |
科學(xué)家使用光控制流體技術(shù)的最新進(jìn)展
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一項(xiàng)最新研究顯示，一個(gè)科學(xué)家小組日前發(fā)現(xiàn)了僅依靠光的力量改變流體外形及控制流體流動(dòng)的新途徑。 20b<68h$:
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法國(guó)和美國(guó)物理學(xué)家利用激光束，生成了一股長(zhǎng)而穩(wěn)定的滑膩膩的液體，這股液體甚至比頭發(fā)絲還細(xì)。當(dāng)以不同角度發(fā)揮威力時(shí)，它驅(qū)使液體變成了駝峰形狀。據(jù)認(rèn)為，這是科學(xué)家首次利用激光來(lái)生成流體的總體流動(dòng)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有可能使生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)研究取得突破性進(jìn)展，因?yàn)樗峁┝丝刂屏黧w流過(guò)細(xì)如發(fā)絲通道的新方法。 LJFG0 W
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這項(xiàng)研究結(jié)果是美國(guó)芝加哥大學(xué)從事流體研究的教授溫迪·張(Wendy Zhang)在拜訪法國(guó)波爾多大學(xué)的同行時(shí)偶然之間發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，張教授被邀請(qǐng)參觀波爾多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)樵撔？茖W(xué)家吉恩-皮埃爾·德?tīng)柧S勒(Jean-Pierre Delville)在完成了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇異、出人意料的結(jié)果。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)涉及在強(qiáng)度不大的激光束照射下相同流體的行為。 iDoDwq!l_
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德?tīng)柧S勒做實(shí)驗(yàn)的想法很簡(jiǎn)單，就是想看看激光打開(kāi)后會(huì)發(fā)生什么事情，這就好似駕車(chē)者試圖在廢棄的公路上測(cè)試動(dòng)力強(qiáng)大的汽車(chē)的性能一樣。張教授說(shuō)：“他打開(kāi)了激光，接著便看到了這種令人不可思議的事情。因?yàn)樗诠鈱W(xué)研究方面擁有大量經(jīng)驗(yàn)，他意識(shí)到自己的發(fā)現(xiàn)十分奇特。”于是，張教授將這一概念帶回芝加哥，開(kāi)始同本校研究生羅伯特·施羅爾(Robert Schroll)一同推敲這一奇特現(xiàn)象背后的理論。研究結(jié)果將于3月30日刊載于《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。 %c|UmKKi
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張教授說(shuō)：“我想這種概念太過(guò)奇特，因?yàn)槲抑酪后w散開(kāi)時(shí)，這一過(guò)程并不涉及到這一點(diǎn)。”當(dāng)一定的熱量讓液體開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，張教授及同事發(fā)現(xiàn)，熱并不是這種情況下的一個(gè)要素。相反，驅(qū)動(dòng)液體活動(dòng)的光的光子和粒子所產(chǎn)生的輕微輻射壓力才是這一概念背后真正的原因。這種輻射壓力簡(jiǎn)直微不足道，因此一般不會(huì)被注意到，只不過(guò)波爾圖大學(xué)科學(xué)家德?tīng)柧S勒實(shí)驗(yàn)所采用的液體表面非常不牢固，甚至連光也能使其變形。 POAw M
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此次實(shí)驗(yàn)室采用的液體是水油混合物，它們恰如其分地結(jié)合在一起，在某些條件下顯示出不同的特性。張教授在談到這種液體時(shí)說(shuō)：“它基本上就是肥皂。”若想確定這種光驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)能否對(duì)微流體技術(shù)(microfluidics)加以改善，尚需進(jìn)行深入研究。微流體技術(shù)是一門(mén)控制流體經(jīng)過(guò)比發(fā)絲還細(xì)通道的科學(xué)。 SJ?6{2^
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常規(guī)微流體技術(shù)利用電腦芯片中的“酸蝕通道”(etched channel)來(lái)控制流體流動(dòng)。張教授表示，盡管這是一個(gè)相對(duì)容易的過(guò)程，但由激光驅(qū)動(dòng)的微流體技術(shù)系統(tǒng)也許能令研究人員進(jìn)行更為迅速的調(diào)整。她說(shuō)：“我在這兒建了一個(gè)通道，但我不必做任何事情，只要用發(fā)光體照射即可。”
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