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流過細(xì)如發(fā)絲通道的新方法。
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·德爾維勒(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。
德爾維勒做實(shí)驗(yàn)的想法很簡(jiǎn)單,就是想看看激光打開后會(huì)發(fā)生什么事情,這就好似駕車者試圖在廢棄的公路上測(cè)試動(dòng)力強(qiáng)大的汽車的性能一樣。張教授說(shuō):“他打開了激光,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?!庇谑?,張教授將這一概念帶回芝加哥,開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。
張教授說(shuō):“我想這種概念太過奇特,因?yàn)槲抑酪后w散開時(shí),這一過程并不涉及到這一點(diǎn)?!碑?dāng)一定的熱量讓液體開始運(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,只不過波爾圖大學(xué)科學(xué)家德爾維勒實(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。
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)是一門控制流體經(jīng)過比發(fā)絲還細(xì)通道的科學(xué)。
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?!?/P>