“拔刀断水”我国学者以光为“刀”切割刻制液

“用刀断水”我国学者以光为“刀”切割雕版液

成都，12月23日，中国电子科技大学官网23日发布消息称，该校基础与前沿研究院王志明教授携手团队，系统研究了液体表面光致变形现象，实现了液体在光热毛细作用下的宏观变形，并被切割雕刻成任意图形。相关成果发表于国际顶级科研期刊《今日材料》。

当光在物体上反射时，会产生压力，使物体变形。然而，为了使水面变形，经常需要峰值功率高达千瓦级的脉冲激光，并且变形通常是不可观测的。为了使液体表面发生明显变形，研究团队以具有较强光吸收能力的磁性液体——铁磁流体为实验对象，利用三种波长不同但功率相同的激光诱导表面变形。研究发现，在波长为532 nm、功率为1 W的连续波激光照射下，厚度为1 mm的磁流体会发生强烈变形甚至开裂，同时激光波长越短，光吸收越强，局部热效应越明显，从而使表面变形越快。

研究团队还发现，一旦激光束失去与液体的直接接触，辐射压力就会消失，磁性液体层上表面的流体迅速从激光照射点向外流动，而底部液体则向内流向光束中心。这种对流现象也证实了激光诱导的热毛细作用是液体变形过程中的主要驱动力。

实验团队研究员LAM Raymond表示，实验结果表明，液体的表面凹陷程度会随着表面张力的温度系数成比例增加，液体的厚度也会增加凹陷程度。“这一成果全面分析了光诱导表面变形的基本机理，证明了通过优化液体的相关物理特性，可以利用光操纵液体表面变形，生成各种图案，甚至可以驱动液滴。”他说。