光驅(qū)動宏觀物質(zhì)運動取得突破性成果或?qū)帽銛y式醫(yī)療設備

近日，《Science》（科學）雜志的子刊《Science Advances》（科學進展）上發(fā)表了一篇論文，科學家在現(xiàn)實條件下，實現(xiàn)了用脈沖激光在純水中驅(qū)動水流持續(xù)高速運動。用激光驅(qū)動宏觀物質(zhì)運動這是激光自發(fā)明以來首次實現(xiàn)用極為微弱光子直接能量或動量傳輸作用力提供的宏觀推動力。

這一突破性成果在電子科技大學、河南工程學院、美國休斯頓大學等中外高校組成的聯(lián)合科研團隊普通的金納米顆粒非線性光學性質(zhì)實驗中發(fā)現(xiàn)，由于光子能量的微弱性，在光熱效應或光化學反應產(chǎn)生的間接推動力對流體屬性有極高的要求，像水這樣的透明液體要求對激發(fā)光吸收極少。

據(jù)論文主要作者王志明解釋，此次實驗成功的關鍵其實還在于 “金納米顆粒微腔”。光聲流體效應現(xiàn)象，其實是光聲效應和聲波驅(qū)動效應的結(jié)合，玻璃器皿內(nèi)壁激光聚焦處產(chǎn)生了形如火山口并附著有大量金納米顆粒的微腔。金納米顆粒在脈沖激光的照射下會經(jīng)歷快速的、周期性的體積膨脹和收縮，產(chǎn)生超聲波。而在金納米顆粒和腔體的共同作用下，定向的高頻超聲波通過聲波驅(qū)動效應，驅(qū)動分散液產(chǎn)生高速流動。王志明還說，一旦微腔形成，將金納米顆粒分散液替換為純水或其他溶液，激光也可驅(qū)動其他液體流動。

此次試驗的成功標志著光可以驅(qū)動宏觀物質(zhì)的運動，這與自然界其他元素不同，激光驅(qū)動流體技術中光是可控元素，這為微米級別到厘米級別的流體激光控制帶來了可能。這一實驗結(jié)果或?qū)玫轿⒘黧w系統(tǒng)乃至可穿戴便攜式醫(yī)療設備中。