如何高效地利用脉冲激光直接驱动液体流动，一直是困扰国内外科学界的一大难题。因为目前广泛使用的超声波驱动液体技术，例如超声波洗牙技术，均是利用机械装置产生超声波驱动液体，无法将相关装置有效地小型化，也就很难应用于微流体芯片实验室、微制造、生物芯片、医药和生命科学等研究领域。

　　而近期，电子科技大学基础与前沿研究院王志明教授团队与来自河南工程学院、美国休斯顿大学、美国哈佛大学、美国普渡大学等国内外高校的合作者提出了一种全新的光流体学机理，并成功地用脉冲激光在纯水中实现持续高速的水流喷射。该方法仅需使用简单且廉价的装置，即可实现激光对流体的高效驱动，成功地克服了激光驱动宏观流体运动这一科学技术难题。该工作被选作首页头条文章在Science 子刊《Science Advances》官网报道，文章标题为“Laser streaming: Turning a laser beam into a flow of liquid”( 激光流体：把激光束转化成液体流)。该论文的预印本一经发布在网络论文平台上，马上受到数十家国际知名科技媒体争相报道。

　　据介绍，该技术就是利用激光及相关装置产生超声波，超声波再对液体进行驱动。激光聚焦在装有金纳米颗粒水分散液的玻璃容器内侧，玻璃容器内壁激光聚焦处产生了形如火山口并附着有大量金纳米颗粒的微腔。该微腔在脉冲激光照射下可产生超声波并驱动液体流动。

　　研究团队通过对以上实验现象的研究，提出了一种全新的光流体机理，该机理包含了两个基本的物理过程――光声效应和声波驱动流体效应。这里，金纳米颗粒附着的微腔是连接光声效应和声波驱动效应的关键。金纳米颗粒在脉冲激光的照射下会经历快速的、周期性的体积膨胀和收缩，从而产生超声波(光声效应)。而在金纳米颗粒和腔体的共同作用下，定向的高频超声波通过声波驱动效应，驱动分散液产生高速流动。更值得注意的是，一旦微腔形成，将金纳米颗粒分散液替换为纯水或其他溶液，激光亦可驱动其他液体流动。

　　超声驱动液体流动其实距离我们生活并不遥远，从工业设备的循环冷却，到超声洗牙和牙龈疾病的根管治疗，再到实验室模拟生物化学反应的微流体芯片，都需要定向驱动的高速水流。研究团队相关负责人介绍，和传统的利用机械装置产生超声波来推动液体流动的方式不同，激光驱动流体提供了一种全新的、简单廉价的驱动流体的方式。该技术可以实现微米级别到厘米级别的流体控制，在微流体系统乃至可穿戴便携式医疗设备中得到广泛应用。激光驱动流体的创新的实验发现为微流体系统设计提供了新的驱动方式，促进了新型微流体系统的开发，为我国微流体技术研究追赶世界先进水平起到推动作用。

　　来源：中国激光网

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