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通过双气泡激光诱导空化微射流实现软材料穿孔
摘要： 通过研究两个相互作用激光诱导空化气泡产生的射流，优化了该技术用于软材料微尺度靶向的方法。双气泡微射流具有高度可控性，在需要最大限度降低消融或热损伤风险的应用中（如软生物结构），其配置优势优于单气泡方案。本研究将双气泡射流作用于琼脂凝胶仿生皮肤模型以探索微尺度注射应用，并针对软石蜡材料量化双气泡相较于单气泡射流的靶向效能。双气泡过程中产生的急剧拉伸效应形成快速聚焦的射流，平均速度达Ujet = 87.6 ± 9.9 m/s。作用于琼脂时，每次后续射流的穿透深度增加约250微米，注入量提升5纳升——该效果无需采用现有无针激光注射系统中的定制微喷嘴即可实现。在软石蜡中，双气泡射流虽与单气泡射流穿透深度相当，但在3倍目标距离下损伤面积减少约45%。因此双气泡射流能实现更小作用范围与更大靶向距离，有望降低附带热损伤及强冲击波压力的影响。
关键词： 微射流、双泡喷射、软材料、激光诱导空化、无针注射
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用高分辨率皮秒激光成像技术表征激光冲击加载样品抛射物的弹道特性
摘要： 已开发出一种高分辨率皮秒激光成像诊断技术，用于对高速运动（数千米/秒）的喷射粒子进行高空间分辨率测量。本文展示了采用可见光（532纳米）和紫外光（355纳米）照明，在不同表面缺陷条件下进行激光冲击驱动锡喷射实验所获得的初步结果。这些结果与洛斯阿拉莫斯国家实验室在高爆加载条件下采用紫外同轴夫琅禾费全息术获得的数据，以及在更小时空尺度上开展的分子动力学模拟结果进行了对比。
关键词： 微射流、脉冲激光成像、喷射物、激光冲击
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用电喷雾射流中NaYF?:Er3?,Yb3?上转换纳米颗粒实现时间分辨的通用温度测量
摘要： 六方相NaYF4:Er3+,Yb3+（约300纳米）上转换纳米粒子已广泛应用于发光比率测温法进行纳米尺度温度测量。然而多种因素限制了其应用——例如S波段发射峰形变化会削弱其作为通用温度传感器的性能。本研究提出了一种对环境变化鲁棒且能实现精确测温的NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米粒子通用校准方案。我们运用该新方法计算了电喷雾射流产生的泰勒锥内部温度分布：随着流体向锥尖加速，固定采集长度会导致激发与采集时间缩短。若在校准过程中对整个发射峰形进行积分，激发时间的缩短会引起峰形改变从而破坏温度测量准确性。我们的通用校准方案成功规避了该问题并适用于时间分辨应用。由于980纳米激发下形成了耳语廊模式腔体，泰勒锥末端的温度显著升高。通过建立时间分辨能量平衡方程，我们验证了泰勒锥内部光学温度测量的可靠性。本研究为利用NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米粒子开展时间分辨温度测量奠定了基础，可用于理解微射流/微液滴及微流控系统中蛋白质展开等温度依赖性反应过程。
关键词： 上转换纳米颗粒、微射流、纳米测温、电喷雾、温度测量、时间分辨测量
更新于2025-09-10 09:29:36