Лазерная резка воды с использованием гидрофобных частиц

17.07.2023

Китайские ученые в области материаловедения обнаружили удивительную возможность резать обычную воду с помощью лазера. Исследование показало, что смесь воды с гидрофобными частицами диоксида кремния (кремнезема) позволяет создавать разнообразные узоры на поверхности воды под воздействием лазерного излучения, что может иметь важное значение для разработки микрожидкостных чипов.

Лазерная обработка материалов широко применяется в различных отраслях благодаря высокой точности и скорости работы. Однако применение лазера для резки воды представляло сложность из-за поверхностного натяжения, которое препятствует достижению необходимого давления для резки. Вода слишком текуча, что делает ее резку сложной. Однако возможность лазерной резки воды может иметь большое значение для разработки микрожидкостных чипов, применяемых в биомедицине, биологии, аналитической химии и фармацевтике.

Ученые из Университета Сиань Цзяотун вместе с коллегами обнаружили решение этой проблемы. Они выяснили, что добавление гидрофобных наночастиц диоксида кремния в воду позволяет ей подвергаться лазерной резке при использовании лазерного излучения длиной волны 10,6 микрометра. Гидрофобные частицы изменяют текучесть воды и ее пропускную способность света, что обеспечивает эффективное поглощение лазерного излучения и деформацию. Поглощенное частицами тепло передается воде, вызывая ее испарение. Вода вокруг перемещается вместе с гидрофобными частицами, закрывая место резки.

Важно, чтобы скорость испарения воды превышала скорость ее пополнения в зоне воздействия лазера. Поэтому для успешной резки гидрофобные наночастицы должны составлять около 5 процентов от общего объема. В ходе экспериментов ученые смогли создавать разнообразные формы с высокой точностью резки в пределах 200 микрометров и создавать каналы из различных жидкостей, что является необходимым условием для микрожидкостных технологий. Созданные формы сохраняют свою структуру после резки.

<< Назад: Разгаданы тайны кошачьего обоняния 17.07.2023

>> Вперед: Творческие люди получают удовольствие от траты времени впустую 16.07.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированная мебель от IKEA 09.06.2019 Компания IKEA сообщила о партнерства с американским стартапом Ori, разрабатывающим роботизированную мебель для решения проблем, связанных с проживанием в небольшой квартире. Совместно компании планируют создать новую линейку мебели, под названием ROGNAN: как ожидается, она будет представлена в 2020 году. IKEA решила создать роботизированную мебель, которая бы с большой эффективностью позволяла бы использовать ограниченное пространство городской квартиры. IKEA предполагает разработать единый блок - большой шкаф с диваном на одной стороне и выдвигающейся кроватью на другой. Блок оснащен и выдвижным столиком. Сам блок может двигаться назад и вперед. Наиболее важную мебель - кровать, диван, столик и место для хранения вещей - может быть размещена всего примерно на 10 квадратных метрах. IKEA и Ori сейчас заняты разработкой данной мебели. На рынок же она, как ожидается, выйдет не раньше следующего года; при этом IKEA обещает раскрыть больше подробностей о разработке этим летом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026